IPv4

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara

İnternet Protokol Versiyon 4 ( IPv4 ) ,İnternet Protokolu (IP )gelişiminde dördüncü gözden geçirilmiş ve geniş bir alana yayılan ilk versiyondur. IPv6 ile birlikte , İnternetin standart-tabanlı çalışma metotlarının çekirdeği olmuştur.IPv4 hala şu ana kadar en geniş alana yayılmış olan İnternet Katman Protokoludur. 2010 itibari ile IPv6'nın yayılması hala başlangıç aşamasıdadır.

IPv4 RFC 791'de tanımlanmıştır (Eylül 1981 ).Bir önceki tanımı ise RFC 760'dır (Ocak 1980).

IPv4 paket anahtarlamalı bağlantı katman (İngilizce: Link Layer) ağları üzerinde kullanım için bir bağlantısız protokoldur. ( örn: Ethernet ) .En iyi dağıtım ( İngilizce : best-effort delivery ) modeli üzerinde çalışır.Bilgi bütünlüğü içeren bu yönleri bir üst katman (İngilizce : upper layer ) taşıma protokolu tarafından adreslenirler. (örn : TCP( Transmission Control Protokol )

Adresleme[değiştir | kaynağı değiştir]

IPv4 32 bit adresleri kullanır. 32 bit adresler, adres uzayını 4,294,967,296 (232) tane muhtemel tek adreslerle sınırlarlar.Bununla birlikte, bazıları özel ağlar (İngilizce: Private Netwoks ) (~18 milyon adres ) ya da multicast adresleri (~270 milyon adres ) gibi özel amaçlarla ayrılmıştır.Bu , genel internet üzerinde yönlendirme için muhtemelen ayrılacak olan adres sayısını azaltır.Ağ adresleme mimarisinin sınıflı ağ (İngilizce: Classful Network ) dizaynı aracılığıyla yeniden düzenlenmesine, Classless Inter Domain Routing ve ağ adres çevirisinin ( İngilizce: Network Adress Translation) kaçınılmaz tüketimi büyük oranda ertelemesine rağmen adresler artarak son kullanıcılara verildikçe,bir IPv4 adres eksikliği ortaya çıkar.

Bu sınırlama şu anda yayılmasının başlangıç evrelerinde ve uzun dönemli tek çözüm olan IPv6'nın gelişimini teşvik eder.

Adres Temsilleri[değiştir | kaynağı değiştir]

IPv4 adresleri , genellikle periyotlara ayrılan ve onluklar şeklinde ifade edilen 4 oktetli adreslerden oluşan ,onluk tabanlı notasyonda yazılırlar.

Bu, aşağıdaki tabloda dönüştürmede kullanılan ana formattır :

Notasyon Değer Dot-decimalden çevirim
Dot-decimal notation 192.0.2.235 N/A
Dotted Hexadecimal 0xC0.0x00.0x02.0xEB Her oktet bireysel olarak onaltılık şekle dönüştürülür
Dotted Octal 0300.0000.0002.0353 Her oktet bireysel olarak sekizlik şekle dönüştürülür
Hexadecimal 0xC00002EB Dotted-hexadecimalden oktetlerin birleştirilmesi
Decimal 3221226219 Onluk düzende belirtilmiş 32 bit sayı
Octal 030000001353 Sekizlik düzende belirtilmiş 32 bit sayı

Bu formatların çoğu bütün tarayıcılarda çalışmalıdır.Bununla birlikte, nokta tabanlı formatta her oktet farklı temellerden herhangi birisine sahip olabilir.Örneğin ; 192.0x00.0002.235 yukarıdaki adreslerin geçerli bir karşılığıdır.

Aldığı son hal aslında bir notasyon değildir.Çünkü ; nadiren bir ASCII karakter dizisi notasyonunda yazılır.Bu form ,ikili tabanda onaltılık notasyonun ikili bir formudur.Bu fark sadece "0xCF8E83EB" ile 0xCF8E83EB nin temsili bir farklılığıdır.Bu form bir yazılım programındaki hedef ve kaynak alanlara atama için kullanılır.

Yer Ayırma[değiştir | kaynağı değiştir]

Sınıflı IP Adresleme[değiştir | kaynağı değiştir]

Orijinal olarak bir IP adresi iki kısımdan oluşur : adresin en anlamlı oktetinde temsil edilen ağ tanımlayıcısı ve adresin geri kalanını kullanan host tanımlayıcısı.İkincisine bu nedenle kalan alan (İngilizce: rest field) da denir.Bu (ikinci alan) maksimum 256 ağın oluşumuna olanak sağladı.O zamanlar bu yetersiz görüldü.

Bu sınırı aşmak için ,adreslerin yüksek sıralı oktetleri sonradan sınıflı ağ (İngilizce: Classful Network ) olarak bilinen bir sistemde bir küme ağ sınıfı oluşturmak için yeniden tanımlandı.Sistem 5 sınıf tanımladı :Sınıf A,B,C,D ve E .A ,B ve C sınıfları yeni ağ tanımlanması için farklı bit uzunluklarına sahiptiler.Bir adresin kalanı, öncesinde hostları adreslemek için her ağ sınıfının farklı bir kapasiteye sahip olduğu anlamına gelen bir ağ içerisinde hostu tanımlamak için kullanıldı.D sınıfı, multicast adresleme için ayrıldı ve Sınıf E gelecek uygulamaları için saklandı.

1985 yılı civarları başlangıç kabul edilerek, metotların IP ağlarına yeniden bölünmesi planlanmıştır. Esnekliğini kanıtlamış bu metotlardan biri de değişken uzunluklu alt ağ maskeleme (variable-length subnet mask (VLSM)) kullanımıdır. 1993’te yayınlanan IETF standardı RFC 1517 temel alınarak, bu kategoriler sistemi resmi olarak Classless Inter-Domain Routing (CIDR)’in yerini aldı ve aksine sınıflandırma temelli düzene classful adı verildi. CIDR herhangi bir adres yüzeyinin yeniden parçalara ayrılmasına izin vermesi için tasarlanmıştı. Böylece tüm kullanıcılar için daha küçük ya da daha büyük adres blokları tahsis edilebilirdi. CIDR tarafından yaratılan hiyerarşik yapı IANA ve RIRs tarafından idare edilmektedir. Her bir RIR, IP adresi görevleriyle, hakkında bilgi sağlayan alenen incelenebilir bir WHOIS veri tabanı tutar.

Sınıfsız IP Adresleme[değiştir | kaynağı değiştir]

Alt Ağ Oluşturma ( Subnetting )[değiştir | kaynağı değiştir]

IP uzaylarının alt sınıflara ayrılması işlemine subnetting diyoruz. Alt ağlara bölme işleminin bize sağladıklarını

1. Network trafiğini azaltır.Routerların kullanıldığı ortamlarda yoğun network trafiği mevcuttur ve routerlar broadcast domainler yaratmaktadır.Broadcast domain, networkde bir ağın üyesi olan istemcilerin routera ulaşmadan diğer istemci cihazlarla veri iletişiminde bulunabildiği yapıdır. Broadcast domain sayısı arttıkça o domain içerisindeki ağ trafiği, tek bir broadcast domaine sahip yapıya göre azalacaktır.

2. Network performansını optimize eder.

3. Networkün yönetimini kolaylaştırır. İzole edilmiş networklerde problemlerin tespit edilmesi daha kolay ve anlaşılır olmaktadır.

şeklinde sıralayabiliriz.

Subnetting İşlemi

Bir networku alt ağlara bölerken sıklıkla kullanacağımız iki formül vardır.Birincisi alt ağda yer alacak host sayısı, ikincisi ise kaç adet alt ağ olacağını bulmamıza yarar:

   2^n -2 >= bir alt ağdaki host sayısı
   2^m >= alt ağ sayısı

Örnek: 192.168.0.0 255.255.255.0 networkunu 2 alt ağa ayıralım.

Alt networklerimin sayısını bildiğim için “2^m >= alt ağ sayısı” formulunu kullanacağım.2^m >= 2 ifadesinde m değeri için 1 vermem benim için yeterli. Peki bu 1 değerini nerede kullanacağım? 1 değerini yeni networklerin yeni subnet maskını hesaplarken kullanacağım. Bu host bitlerinden 1 biti kullanacagim anlamına gelmektedir. Host biti subnet maskdaki 0′lar ile gösterilen alandir. Network biri ise 1′ ler ile gösterilen alandır.

Örnekte verilen mask bilgisi 255.255.255.0

  11111111.11111111.11111111.00000000: 255.255.255.0  (Şuanli subnet mask)
  11111111.11111111.11111111.10000000: 255.255.255.128 (Yeni subnet mask)

Yeni durumda host bitlerimin sayısı 7 oldu. Bu durumda her networkde kullanacağım IP sayısı ise 2^7-2= 126 olacaktır. Burada sayısı 2 eksiltmemizin sebebi bir tane IP’ nin subnet ID için, bir tanesinin de broadcast adresi için kullanılacağıdır. Subnet ID ve broadcast adreslerini bir hosta veremeyiz. Peki subnet ID ve broadcast adresi nasıl bulacağız? Subnetingde Subnet ID ve broadcast adresini bulmak için Subnet ID, Ilk IP, Son IP, Broadcast Adresi sıralamasını kullanınız.

Subnet ID+1 = İlk IP

Son IP + 1 = Broadcast Adresi

Subnet ID -1 = Broadcast Adresi

Ilk networkun Subnet ID’ si ile ikinci networkun Subnet ID’ si arasındaki fark 2^n kadardır. Bu bilgiler doğrultusunda rahatlıkla Subnet ID ve Broadcast adresi bulabilirsiniz.

Son durumda 2 alt networkum aşağıdaki gibi olacaktır:

Subnet ID İlk IP Adresi Son IP Adresi Broadcast Adresi
192.168.0.0 192.168.0.1 192.168.0.126 192.168.0.127
192.168.0.128 192.168.0.129 192.168.0.254 192.168.0.255
VLSM[değiştir | kaynağı değiştir]

1987'de tanıtıldı. Değişken uzunluklu alt ağ maskesi (İngilizce:Variable Length Subnet Mask )farklı boyutlardaki alt ağları gerçekleştirmek için kullanılır.

CIDR ve Üst ağ oluşturma (Supernetting)[değiştir | kaynağı değiştir]

1993 yılında adres sınıfından bağımsız yönlendirme (CIDR) (İngilizce : Classless Inter-Domain Routing )tanıtıldı.CIDR üst ağ oluşturma ( İngilizce: Supernetting )yı gerçekleştirmek için kullanılır.Üst ağ oluşturma yön kümeleme ( İngilizce: Route Aggregation ) ye olanak sağlar.CIDR ,CIDR notasyonu olarak da bilinen önek notasyonunu tanıttı.Önek/CIDR notasyonu sınıfsız IP adreslemenin 3 şeklinde kullanılıyor : Alt ağ oluşturma , VLSM/farklı boyutların alt ağları ,CIDR / Üst ağ oluşturma .

IP adres sınıflarının orijinal sistemi CIDR ile yer değiştirdi ve sınıf-tabanlı şema karşılaştırma amacıyla sınıflı (classful) olarak adlandırıldı.CIDR'ın en temel avantajı; herhangi bir adres alanının,daha küçük ya da daha büyük adres blokları kullanıcılara ayrılabilmesi amacıyla yeniden bölümlendirilmesine izin vermesidir.

CIDR tarafından oluşturulan , IANA (Internet Assigned Numbers Authority ) ve RIRs (Regional Internet registry) tarafından denetlenen hiyerarşik yapı ,internet adreslerinin dünya çapında uygulamasını yönetir.Her RIR, IP adresi uygulamaları hakkında bilgi sunan genel araştırılabilen WHOIS veritabanını muhafaza eder.Bu veritabanlarından gelen bilgi IP adreslerini coğrafik olarak konumlandırmaya çabalayan çok sayıda araçta merkezi bir rol oynar.

Özel Kullanım Adresleri[değiştir | kaynağı değiştir]

Ayrılmış Adres Blokları
CIDR adres bloğu Tanım Referans
0.0.0.0/8 Mevcut Ağ (yalnızca kaynak adres olarak geçerlidir ) RFC 1700
10.0.0.0/8 Özel ağlar RFC 1918
127.0.0.0/8 Loopback RFC 5735
169.254.0.0/16 Link-Local RFC 3927
172.16.0.0/12 Özel ağlar RFC 1918
192.0.0.0/24 Ayrılmış (IANA) RFC 5735
192.0.2.0/24 TEST-NET-1, Belgeleme ve örnek kod RFC 5735
192.88.99.0/24 IPv4 yerine IPv6 RFC 3068
192.168.0.0/16 Özel ağlar RFC 1918
198.18.0.0/15 Ağ kriter testleri RFC 2544
198.51.100.0/24 TEST-NET-2, Belgeleme ve örnekler RFC 5737
203.0.113.0/24 TEST-NET-3, Belgeleme ve örnekler RFC 5737
224.0.0.0/4 Multicasts (D sınıfı ağdan önceki) RFC 3171
240.0.0.0/4 Reserved (E sınıfı ağdan önceki) RFC 1700
255.255.255.255 Broadcast RFC 919

Özel Ağlar[değiştir | kaynağı değiştir]

IPv4'de yer alan yaklaşık 4 milyar adresin üç dizisi özel ağ (Private Networks) kullanımı için ayrılmıştır.Bu diziler özel ağların dışında yönlendirilebilir değildir ve özel makineler genel ağlarla direk iletişim kuramazlar.Ancak , ağ adres çevirisi (Network Address Translation) ile bunu yapabilirler.

Aşağıda özel ağlar için ayrılan 3 dizi adresler yer almaktadır (RFC1918):

İsim Adres aralığı Adres sayısı Sınıflı tanım En geniş CIDR bloğu
24-bit blok 10.0.0.0–10.255.255.255 16,777,216 Tek A Sınıfı 10.0.0.0/8
20-bit blok 172.16.0.0–172.31.255.255 1,048,576 16 Sınıf B bloğunun ardışık dizisi 172.16.0.0/12
16-bit blok 192.168.0.0–192.168.255.255 65,536 256 Sınıf C blloğunun ardışık dizisi 192.168.0.0/16

Sanal Özel Ağlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Özel adreslerle adreslenen paketler bütün genel yönlendiriciler tarafından reddedilir.Dolayısıyla ,özel kolaylıkları olmayan genel internet aracılığıyla iki özel ağ arasında iletişim kurmak mümkün değildir.Bu Sanal Özel Ağlar (Virtual Private Network) (VPN) la gerçekleştirilir.VPN'ler genel ağ üzerinden tünel fonksiyonu kurarlar.Şöyle ki tünelin son noktaları özel ağ paketleri yönlendirici görevi görürler.Bu yönlendiricilerin , tünelin diğer ucundaki karşı yönlendiriciye genel ağ aracılığıyla verilebilmeleri , genel adresleme başlıklarından soyutlanmaları ve yerel olarak hedefe ulaşması için yönlendirilebilir genel ağda başlıkla birlikte özel olarak adreslenmiş paketleri oluşturur ya da bünyesinde içerir.

İsteğe bağlı olarak ,içerilen paket genel ağ üzerindeyken veri güvenliği için şifrelenebilir.

Yerel Bağlantı Adresleme (Link-Local Addressing)[değiştir | kaynağı değiştir]

RFC 5735 169.254.0.0/16 adres bloğunu yerel bağlantı adreslemede özel kullanım için tanımlar.Bu adresler yalnızca hostun bağlı olduğu noktadan noktaya bağlantı ve yerel ağ segmenti gibi linklerde geçerlidir.Bu adresler yönlendirilebilir değildir ve özel adresler gibi internette dolaşan hedef ya da kaynak paketler olamazlar.Yerel bağlantı adresleri, bir host bir IP adresini DHCPserverından ya da diğer içsel yapılandırma methodlarından alamadığında yerel olarak adres oto yapılandırılması için kullanılır.

Adres boğu ayrıldığında ,adres oto yapılandırılmasının mekanizmaları için herhangi bir standart oluşmaz.Microsoft Otomatik Özel IP Adresleme - APIPA adında bir uygulama oluşturarak bu boşluğu doldurmuştur.Microsoft'un pazarlama gücüne göre APIPA milyonlarca makineye yayıldı ve dolayısıyla endüstride Defacto standartı haline geldi.Pek çok yıl sonra IETF ,IPv4 yerel bağlantı adreslerinin dinamik yapılandırılması olarak anılan RFC 3927 fonksiyonellik için resmi bir standart tanımladı.

Localhost[değiştir | kaynağı değiştir]

127.0.0.0–127.255.255.255 (127.0.0.0/8 CIDR notasyonunda) adres bloğu [localhost] iletişimi için ayrılmıştır.Bu blok içerisindeki adresler host bilgisayarı dışında asla dışarı çıkmamalıdır ve bu adrese gönderilen paketler aynı sanal ağ aygıtında gelen paketler olarak çevrilirler.(loopback olarak bilinir.)

0 ya da 255 ile Biten Adresler[değiştir | kaynağı değiştir]

0 veya 255 oktetiyle biten adreslerin hiçbir zaman hostlara atanamadıkları yaygın bir yanlış anlaşılmadır.Bu sadece en azından 24 bitlik alt ağ maskeli ağları,eski sınıflı adresleme şemasındaki C sınıfı ağlar ve /24'den /32'ye maskeli ağlar içeren CIDR için doğrudur.

Sınıflı adreslemede (CIDR'ın ortaya çıkmasıyla yürürlükte olmayan ) sadece üç tane muhtemel alt ağ maskesi vardır :A ,B ve C sınıfı . Örneğin ; 192.168.5.0/255.255.255.0 (or 192.168.5.0/24) alt ağında 192.168.5.0 tanımlayıcısı bütün alt ağı temsil eder ve dolayısıyla aynı anda o alt ağdaki bireysel bir aygıtı temsil edemez.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]