IP-samskiptareglur

IP-samskiptareglur eða IP (Internet Protocol sem merkir „Netsamskiptareglur“) er grunnstaðall yfir samskipti á 3. lagi OSI lagakerfisins.

Í hnotskurn

IP byggist á því að öll tengd tæki séu hluti af fyrir fram skilgreindu neti, sem er tengt beint saman (tæki þarf aldrei að tala í gegnum annað net til að tala við tæki á sama neti og það sjálft). Hvert tæki hefur svokallað vistfang (eða IP-tölu) sem einkennir það tæki á neti.

Saga IP

Saga IP er ákaflega samþýtt sögu stærsta IP nets í heimi; Internetsins. IP var upphaflega hannað sem útfærsla á hugmyndum um svokölluð jafningjanet. Jafningjanet voru hönnuð sem bilanaþolin lausn fyrir netkerfi tölva, þar sem hvert og eitt tæki á netinu er hluti af netinu, ekki "jaðartæki". Það er því engin skilgreind miðja í kerfinu, aðeins IP net sem tengjast saman og mynda eitt stórt net. Ef eitt eða fleiri net detta út skiptir það ekki miklu máli fyrir virkni hinna netanna, nema að því leytinu til að ekkert samband er við netin sem duttu út, né net "hinum megin" við þau.

T.d. ef net A er tengt í net B, sem síðan tengist neti C, er ekkert samband milli A og C ef B dettur út.

Það voru sérfræðingar á vegum varnarmálaráðuneytis Bandaríkjanna sem hönnuðu staðalinn. IP-staðallinn var hugsaður þannig að hann ætti að mynda tölvunet sem þyldi kjarnorkustyrjöld.

Internetið var í fyrstu hernaðarnet, en þróaðist síðan út í að vera samskiptatæki fyrir háskóla.

Á Íslandi

Árið 1986 kom ungur íslendingur að nafni Maríus Ólafsson, MSc., frá námi í Kanada. En þar hafði hann lagt stund á mastersnám í tölvunarfræði, en hann var þá þegar útskrifaður stærðfræðingur frá Háskóla Íslands.

Í Kanada kynntist Maríus IP netum og kom með hugmyndina til Íslands. Í upphafi taldi fólk hugmyndina fáránlega, en árið eftir, 1987, var í samstarfi Háskóla Íslands og Hafrannsóknarstofnunar komið á línu til útlanda, sem tengdist Interneti.

Samtök um rannsóknarnet á Íslandi, SURÍS, voru stofnuð og hafist var handa um að tengja háskóla og rannsóknarstofnanir á Íslandi við þessa nýjung.

Á sama tíma mynduðust samtök slíkra neta á norðurlöndum, NORDUnet. SURÍS stofnaði netið ISnet, sem seinna var sameinað NORDUnet.

Í hinum norðurlöndunum byggðust upp öflug háskóla- og rannsóknarnet fyrir opinbert fé, enda urðu kostir þeirra fljótt ljósir. Á Íslandi varð þetta því miður ekki raunin, og varð því SURÍS að afla sér tekna með sölu á Internettengingum til fyrirtækja í einkarekstri.

Árið 1995 hætti Háskóli Íslands að rekstri ISnet og sérfyrirtæki, Internet á Íslandi hf., INTÍS tók við rekstrinum, ásamt úthlutunum léna undir .is-þjóðarléninu. Netið var síðan selt fjarskiptafyrirtækinu Íslandssíma, nú Vodafone, árið 1999.

Uppbygging IP neta og talna

IP tala er 32 bita (4 x 8 bita) tala á tvíundarkerfi sem samanstendur af tveimur hlutum; nethluta og tækishluta. Fyrri hlutinn tilgreinir á hvaða neti tækið er, seinni hlutinn einkennir tækið á því neti. Tölurnar eru yfirleitt skrifaðar og sagðar í daglegu máli á tugakerfi.

Til skýringar er rétt að taka dæmi:

Gefum okkur IP töluna 130.208.77.254. Í tvíundarkerfinu útleggst það síðan sem 10000010 11010000 01001101 11111110. Í þessari tvíundartölurunu felst bæði netnúmer og númer tækisins á því neti. En hvar liggja skilin?

Hér komum við inn á eitt af helstu atriðunum sem hafa haldið IP á lífi sem mest notaða samskiptamáta milli tækja sem komið hefur fram. Nefnilega sveigjanleikinn.

Mörkin milli netnúmers og tækisnúmers geta nefnilega legið hvar sem er á þessum 32 bitum. Skiptingin ræðst aðeins og eingöngu af því hversu stórt net rekstraraðilinn telur sig þurfa undir tækin sem eiga að vera á umræddu neti. Gefum okkur nú að við teljum okkur þurfa að taka frá öftustu 8 bitana sem tækjanúmer (sem gefur okkur möguleika á 256 tækjanúmerum á umræddu neti.)

Niðurstaða þessi er fengin með því að gefa sér að bitarnir 8 sem við gáfum okkur sem tækisnúmer geti allir verið annaðhvort 0 eða 1. Hér höfum við því klassíska röðun, átta mismunandi bitar sem allir geta tekið gildin 0 eða 1. Möguleg gildi eru því $2^{8}=256$. Rétt er að tala fram að 0 er líka tala.

Ef tækjanúmerin eru sett fram í tugakerfi geta þau því verið í menginu ]0-255[ (ath. opið mengi, bæði 0 og 255 eru inni í menginu). Á hverju neti er ein tala tekin frá til þess að einkenna netið (lægsta talan) og önnur fyrir útvarp (e. "broadcast") til allra tækja á netinu (efsta talan). Nothæfar tölur á netinu eru því $256-2=254$, eða mengið ]1-254[.

Stöldrum nú aðeins við. Nú höfum við tæki, einkennt með tölunni 10000010 11010000 01001101 11111110.

Við höfum ákveðið að tækjanúmershlutinn af tölunni skuli vera 8 bitar. Við höfum því 24 bita eftir fyrir netnúmershlutann. Þar sem netnúmershlutinn er alltaf fyrsti hluti tölunnar getum við því gefið okkur að netnúmerið sé 10000010 11010000 01001101 (fyrstu 24 bitar tölunnar). Allar IP tölur sem byrja á þessum 24 bitum eru því hluti af þessu neti.

Snúum þessu nú yfir á tugakerfi. Talan 10000010 11010000 01001101 snýst yfir á 130 208 77, sem er yfirleitt skrifað 130.208.77 í þessum fræðum. Þar sem IP tölur (bæði neta og tækja) eru 4 x 8 bitar fyllum við út með núllbitum og fáum út 130.208.77.0.

Til þess að glöggva okkur enn betur á þessu skulum við finna útvarpstölu netsins. Hún er, eins og áður sagði, ætíð hæsta talan í netinu. Netnúmerið er 10000010 11010000 01001101 00000000, sem er lægsta talan í netinu (fyrstu 24 bitarnir eru netið, við látum einfaldlega alla 8 tækjanúmersbitana vera 0 og fáum þannig lægsta númerið), það er því netnúmer.

Á sama hátt látum við alla bitana vera 1 til að fá hæsta númerið. Það er því 10000010 11010000 01001101 11111111, eða (þar sem 11111111 í tvíundarkerfi er 255 í tugakerfi), 130.208.77.255. Við höfum því töluna 130.208.77.254 á netinu 130.208.77.0 með útvarpstöluna 130.208.77.255.

IPv6

Aðalgrein: IPv6

Sá IP staðall sem hefur mest verið notaður frá upphafi internetsins hefur útgáfunúmerið 4 (IPv4). Síðan frá upphafi 10. áratugarins fóru menn að hafa áhyggjur af þeim takmörkunum sem IPv4 hafði og byrjuðu því að leggja drög að nýjum staðli, IPv6. Meginumbótin með þeim staðli er að IP-tölum er fjölgað umtalsvert.

Sjá einnig

• Network address translation
• Internet Group Management Protocol