دعنا نتحدث عن كيفية حصول الأجهزة على عناوين IP الخاصة بها في المقام الأول. يوجد نوعان من تخصيصات IP: ديناميكية Dynamic و ثابتة Static.
يتم تعيين عنوان IP الديناميكي تلقائياً عندما يتصل الجهاز بشبكة. تستخدم الغالبية العظمى من الشبكات اليوم لتحقيق ذلك (بما في ذلك شبكتك المنزلية) شيئاً يسمى بروتوكول DHCP وهو اختصار لبروتوكول تكوين المضيف الديناميكي Dynamic Host Configuration Protocol.
يتم تضمين DHCP في جهاز التوجيه Router الخاص بك. وعندما يتصل جهاز بالشبكة ، فإنه يرسل رسالة بث Broadcast يطلب فيها عنوان IP. يعترض DHCP هذه الرسالة ، ثم يقوم بتعيين عنوان IP لهذا الجهاز من مجموعة من عناوين IP المتاحة.
هناك بعض نطاقات عناوين IP الخاصة التي ستستخدمها أجهزة التوجيه لهذا الغرض. ويعتمد ذلك على من قام بتصنيع الموجه أو كيف قمت بإعداد الأشياء بنفسك. تتضمن نطاقات IP الخاصة هذه ما يلي:
0.0.0 – 10.255.255.255: إذا كنت أحد عملاء شركتي Comcast / Xfinity ، فإن جهاز التوجيه Router الذي يوفره مزود ISP يعيّن العناوين في هذا النطاق. يستخدم بعض مزودي خدمات الإنترنت الآخرين هذه العناوين أيضاً على أجهزة التوجيه الخاصة بهم ، كما تفعل آبل Apple على أجهزة توجيه AirPort الخاصة بهم.
168.0.0 – 192.168.255.255: يتم إعداد معظم أجهزة التوجيه التجارية لتعيين عناوين IP في هذا النطاق. على سبيل المثال ، تستخدم معظم أجهزة توجيه Linksys شبكة 192.168.1.0 ، بينما تستخدم كل من D-Link و Netgear النطاق 198.168.0.0
16.0.0 – 172.16.255.255: نادراً ما يستخدم هذا النطاق من قِبل أي مورِّد تجاري بشكل افتراضي.
254.0.0 – 169.254.255.255: هذا نطاق خاص يستخدمه بروتوكول يسمى عنونة IP الخاصة التلقائية Automatic Private IP Addressing. إذا تم إعداد الكمبيوتر (أو أي جهاز آخر) لاسترداد عنوان IP الخاص به تلقائياً ، ولكن لم يتمكن من العثور على خادم DHCP ، فإنه يعيّن لنفسه عنواناً في هذا النطاق.
إذا رأيت أحد هذين العنوانين ، فإنه يخبرك أن جهازك لا يمكنه الوصول إلى خادم DHCP عندما يحين وقت الحصول على عنوان IP ، وقد يكون لديك مشكلة في الشبكة أو مشكلة في جهاز التوجيه الخاص بك.
الشيء المتعلق بالعناوين الديناميكية هو أنها يمكن أن تتغير في بعض الأحيان. تقوم خوادم DHCP بتأجير عناوين IP للأجهزة ، وعندما يتوجب أن تقوم الأجهزة بتجديد العقد . في بعض الأحيان ، ستحصل الأجهزة على عنوان IP مختلف آخر من بين مجموعة العناوين التي يمكن للخادم تعيينها.
في معظم الأوقات ، هذه ليست مشكلة كبيرة ، وكل شيء سيتابع العمل بالوضع الطبيعي.
من حين لآخر ، قد ترغب في إعطاء جهاز عنوان IP لا يتغير. على سبيل المثال ، ربما يكون لديك جهاز تحتاج إلى الوصول إليه يدوياً ، وتجد أنه من الأسهل تذكر عنوان IP بدلاً من اسم. أو ربما لديك بعض التطبيقات التي لا يمكنها الاتصال إلا بأجهزة الشبكة باستخدام عنوان IP الخاص بها.
في هذه الحالات ، يمكنك تعيين عنوان IP ثابت لهذه الأجهزة. هناك عدة طرق للقيام بذلك. يمكنك تكوين الجهاز يدوياً باستخدام عنوان IP ثابت بنفسك ، على الرغم من أن هذا يمكن أن يكون في بعض الأحيان غير مرغوب فيه.
أما الحل الآخر الأكثر أناقة فهو تكوين جهاز التوجيه Router لتعيين عناوين IP ثابتة لأجهزة معينة أثناء ما يكون عادةً تعيين ديناميكي بواسطة خادم DHCP. بهذه الطريقة ، لا يتغير عنوان IP أبداً ، لكنك لا تقاطع عملية DHCP التي تبقي كل شيء يعمل بسلاسة.
وشرحنا باستفاضة عن بروتوكول الإنترنت الإصدار الرابع IPv4، وكيفية العنونة باستخدامه، ولكن ربما تكون قد لاحظت أيضاً أثناء تصفح الإعدادات نوعاً مختلفاً من عناوين IP ، وهي عناوينبروتوكول الإنترنت الإصدار السادس IPv6.
حيث أن أنواع عناوين IP التي تحدثنا عنها حتى الآن هي عناوين يستخدمها IP الإصدار رقم 4 (IPv4) – وهو بروتوكول تم تطويره في أواخر السبعينيات. وهي تستخدم 32 بت ثنائي تحدثنا عنها (في أربع ثمانيات octets) لتوفير ما مجموعه 4.29 مليار عنوان فريد ممكن.
على الرغم من أن هذا يبدو كمية كبيرة جداً من العناوين ، إلا أن جميع العناوين العامة المتاحة تم تخصيصها منذ وقت طويل للأنشطة التجارية. الكثير منها غير مستخدم ، ولكن تم حجزها ولم تعد متوفرة للاستخدام العام.
في منتصف تسعينات القرن الماضي ، ازداد القلق بشأن النقص المحتمل في عناوين IP ، ولذا صمم فريق عمل هندسة الإنترنت IETF معيار عنونة IP رقم 6 والذي نختصره ب IPv6.
يستخدم IPv6 في العنونة 128بت بدلاً من 32 بت الموجودة في عنونة IPv4 ، لذلك فإن العدد الإجمالي للعناوين الفريدة الناتجة عن عنونة IPv6 هو عدد هائل جداً – و كبير بما يكفي لئلا ينفد.
بخلاف الترقيم العشري المنقط المستخدم في IPv4 ، يتم التعبير عن عناوين IPv6 على هيئة ثمانية مجموعات ، منفصلة عن بعضها برمز النقطتين. تحتوي كل مجموعة على أربعة أرقام ست عشرية hexadecimal تمثل 16 رقماً ثنائياً (لذلك ، يشار إليها باسم hextet). قد يبدو عنوان IPv6 النموذجي كما يلي:
2601:7c1:100:ef69:b5ed:ed57:dbc0:2c1e
لكن الشيء الذي لم يكن متوقعاً، هو أن نقص عناوين IPv4 التي تسببت في كل المخاوف انتهى إلى حد كبير من خلال زيادة استخدام عناوين IP الخاصة خلف أجهزة التوجيه.
حيث أنشأ المزيد والمزيد من الأشخاص شبكاتهم الخاصة ، باستخدام عناوين IP الخاصة التي لم يتم كشفها بشكل عام.
لذا ، على الرغم من أن IPv6 لا يزال لاعباً رئيسياً وسيستمر هذا الانتقال ، فإنه لم يحدث كما كان متوقعاً ، على الأقل حتى الآن. إذا كنت مهتماً بمعرفة المزيد ، فاطلع على هذا السجل والجدول الزمني لـ IPv6.
كيف يتفوق IPv6 على IPv4:
IPV6يبسط مهمة جهاز التوجيه Router مقارنة بـ IPV4، ولم نعد بحاجة تقنية ترجمة عناوين الشبكة، حيث سيقتصر دور هذه التقنية على الوصل بين الشبكات التي تعمل بالإصدار IPv4 و مثيلاتها التي تعمل بإصدار IPv6
IPV6 توافقيته اكبر مع شبكات الهواتف mobile networks مقارنة بـIPV4
التخلص تماماً من بعض التقنيات المستخدمة في إصدار IPv4 مثل إنشاء الشبكات الفرعية و مفهوم الفئات Classes
IPV6 يدعم الحمولات الكبيرة Bigger payloads أكثر مما هو مسموح في IPV4
IPV6 مستخدم من قبل اقل من 1% من الشبكة بينما IPV4 مستخدم من قبل حوالي 99%
زيادة سرعة وفاعلية التعامل مع حداول التوجيه Routing Tables في جهاز التوجيه Router
المرونة الكبيرة بسبب العدد الهائل المتوفر من عناوين IP في الإصدار السادس IPv6.
يحتاج كل جهاز متصل بشبكة -سواء أكان جهاز كمبيوتر، أو هاتف، أو جهاز لوحي ، أو كاميرا ، أو غيرها- إلى معرّف فريدUnique Identifier حتى تتمكن الأجهزة الأخرى من معرفة كيفية الوصول إليه.
في عالم شبكات TCP / IP ، هذا المعرّف الفريد هو العنوان المنطقي لبروتوكول الإنترنت Internet Protocol و اختصاراً نطلق عليه (IP).
إذا كنت قد تعاملت مع أجهزة الكمبيوتر لفترة من الوقت ، فمن المحتمل أنك سبق وتعرضت لعناوين IP – تلك التسلسلات الرقمية التي تشبه مثلاً 192.168.0.15.
في معظم الأوقات ، لا يتعين علينا التعامل مع عناوين IP مباشرة ، نظراً لأن أجهزتنا وشبكاتنا تهتم بهذه الأشياء من وراء الكواليس.
و عندما يكون علينا التعامل معها، غالباً ما نتبع التعليمات التي تحدد لنا ما الأرقام التي علينا إدخالها و أين ندخلها. ولكن، وبعيداً عن هذا التطبيق الأعمى، إذا كنت تريد أن تتعمق أكثر في ما تعنيه هذه الأرقام ، فإن هذا المقال سوف يناسبك.
لماذا يجب أن تهتم؟ حسناً ، إن فهم كيفية عمل عناوين IP أمر حيوي، فإذا كنت تريد في أي وقت استكشاف الأخطاء التي تسبب عدم عمل شبكتك بشكل صحيح ، أو سبب عدم اتصال جهاز معين بالطريقة التي تتوقعها.
وإذا احتجت في أي وقت إلى إعداد شيء أكثر تقدماً – مثل استضافة خادم ألعاب Game server أو خادم وسائط Media server يمكن للأصدقاء عبر الإنترنت الاتصال به – فستحتاج إلى معرفة شيء عن عنونة IP . بالإضافة إلى ذلك ، إنها معلومات رائعة ونرى أنه لا يجب على أحد أن يفوتها.
ملاحظة: سوف نغطي في هذا المقال أساسيات عنونة IP، وهي الأشياء التي قد تكون معروفة بالنسبة للأشخاص الذين يستخدمون عناوين IP ، ولكنهم لم يفكروا كثيراً بشأنها. والتي تهم أولئلك الذين قد يرغبون الآن في معرفة ذلك.
أما بالنسبة للمعلومات وللعناصر الأكثر تقدماً ، أو التي تحتاج لمستوى احترافي في الشبكات ، مثل فئات أو صفوف IP classes، والتوجيه بدون طبقات Classless routing، والشبكة الفرعية المخصصة Custom Subnetting… فلن نغطيها في مقالنا هذا.
يقوم عنوان IP بشكل فريد بتعريف جهاز على الشبكة. ونعتقد أنك قد رأيت عناوين IP من قبل ؛ إنها مشابهة ل 192.168.1.34.
عنوان IP هو دائما مجموعة من أربعة أرقام من هذا القبيل. يمكن أن يتراوح كل رقم من هذه الأرقام الأربعة بدءاً من القيمة 0 إلى القيمة 255. لذلك ، فإن نطاق عناوين IP الكامل يمتد من 0.0.0.0 إلى 255.255.255.255.
السبب في أن كل رقم يمكن أن يصل إلى 255 فقط هو لأن كل رقم عبارة عن ترميز ثنائي Binary مكون من ثمانية خانات (يسمى أحياناً Octet). أي كل رقم هو ثمانية بتات كل رقم منها إما صفر أو واحد.
في الرقم الثنائي المؤلف من ثمانية بتات Octet ، سيكون ترميز الرقم صفر هو 00000000 ، بينما يكون ترميز الرقم 255 هو 11111111 ، وهو العدد الأقصى الذي يمكن أن يصل إليه ترميز ثمانية خانات ثنائية.
لن نغوص في فهم الترميز الثنائي لئلا نضجرك، لا يتعين عليك معرفة كيف أن الرقم العشري 255 يقابله بالترميز الثنائي على ثمانية خانات الرقم 11111111، نحن الآن فقط نريدك أن تتآلف مع هذا الترميز.
سيتم كتابة عنوان IP الذي ذكرناه سابقاً (192.168.1.34) في الترميز الثنائي كما يلي: 11000000.10101000.00000001.00100010.
تعمل أجهزة الكمبيوتر ومختلف الآلات مع الترميز الثنائي Binary ، ولكن نحن البشر نجد أنه أسهل بكثير للعمل مع الترميز العشري Decimal.
ومع ذلك ، فإن معرفة أن العناوين هي في الواقع أرقام ثنائية ستساعدنا على فهم سبب عمل بعض الأشياء المحيطة بعناوين IP بالطريقة التي تعمل بها.
قبل أن نغوص أكثر نريد منك ألا تقلق! فنحن لن نقوم بتحويل هذا المقال إلى درس في الترميز أو الرياضيات ، لذا فقط تحمل معنا فترة أطول قليلاً.
عنوان IP مؤلف من جزأين:
أي عنوان IP لأي جهاز يتكون من جزأين منفصلين هما:
معرف الشبكة Network ID: وهو جزء عنوان IP الذي يبدأ من اليسار و يحدد الشبكة المحددة التي يوجد عليها الجهاز. على الشبكة المنزلية النموذجية، حيث يكون للجهاز مثلاً عنوان IP هو 192.168.1.34، سيكون الجزء 192.168.1 من العنوان هو معرف الشبكة -من المفضل ملء الجزء النهائي المفقود بصفر- لذلك قد نقول إن معرف الشبكة الخاص بالجهاز هو 192.168.1.0.
معرف المضيف Host ID: و هو الجزء المتبقي من عنوان IP، أي الذي لم يتم تناوله بواسطة معرف الشبكة. فهو يحدد جهازاً محدداً (في عالم TCP / IP ، نسميه الجهاز المضيف host على تلك الشبكة. واستمراراً مع مثالنا على عنوان IP السابق 192.168.1.34 ، سيكون معرف المضيف هو 34، و نقول إن 34 هو الرقم التعريفي الفريد للمضيف على الشبكة 192.168.1.0.
على شبكتك المنزلية ، قد ترى عدة أجهزة لها عناوين IP مثل 192.168.1.1 و 192.168.1.2 و 192.168.1 30 و 192.168.1.34. كل هذه الأجهزة فريدة من نوعها (حيث أرقام الأجهزة المضيفة هنا هي 1 و 2 و 30 و 34 في هذه الحالة) على نفس الشبكة ذات المعرف 192.168.1.0).
لشرح كل هذا بشكل أفضل ، لنقل إن عنونة IP تشبه إلى حد كبير طريقة عنونة الشوارع داخل المدينة. حيث يشبه اسم الشارع معرف الشبكة Network Id، ورقم المنزل يشبه معرف المضيفHost Id .
وفي داخل المدينة ، لن يتم تسمية أي شارعين بنفس الاسم ، تماماً كما لن يتم تسمية أي معرفين للشبكة على نفس الشبكة بنفس الاسم.
وفي شارع معين ، يكون كل رقم منزل فريداً ، تماماً كما هو الحال مع معرفات الأجهزة المضيفة host iDs داخل معرف شبكة معين network ID.
إذاً ، كيف يحدد جهازك أي جزء من عنوان IP هو معرف الشبكة وأي جزء هو معرف المضيف؟
الجواب: دائماً يتم استخدام رقم ثاني ستراه مع عنوان IP. يسمى هذا الرقم قناع الشبكة الفرعية Subnet Mask.
على معظم الشبكات البسيطة (مثل تلك الموجودة في المنازل أو الشركات الصغيرة) ، سترى أقنعة الشبكة الفرعية مثل 255.255.255.0 ، حيث تكون الأرقام الأربعة إما 255 أو 0. حيث تحدد هذه الأرقام جزأي الشبكة والمضيف.
فأرقام ال 255 خاصة بالشبكة. أي عندما نقول 255.255.255.0 فهنالك ثلاث خانات لمعرف الشبكة و الأرقام ال 0 خاصة بالمضيف، أي عندما نقول 255.255.255.0 فهنالك خانة واحدة لمعرف المضيف
ملاحظة: أقنعة الشبكة الفرعية الأساسية التي نعرضها هنا تُعرف باسم أقنعة الشبكة الفرعية الافتراضية Default subnet masks.
تصبح الأمور أكثر تعقيداً من ذلك على الشبكات الأكبر. غالباً ما يستخدم الأشخاص أقنعة الشبكة الفرعية المخصصة Custom subnet masks (حيث يتم وضع موضع الفاصل بين الأصفار والأزرار في ثماني بتات) لإنشاء شبكات فرعية متعددة على نفس الشبكة.
هذا أبعد قليلاً من نطاق هذه المقالة ، ولكن إذا كنت مهتماً ، فإن Ciscoلديها دليل جيد جداً حول الشبكات الفرعية.
بالإضافة إلى عنوان IP نفسه وقناع الشبكة الفرعية المقترن به ، سترى أيضاً عنوان بوابة افتراضيةDefault gateway address مدرجاً مع معلومات عنونة IP.
استناداً إلى النظام الأساسي الذي تستخدمه ، قد يُطلق على هذا العنوان شيء مختلف. يطلق عليه أحياناً “جهاز التوجيه router” أو “عنوان جهاز التوجيه router address” أو “المسار الافتراضي default route” أو “البوابة gateway” فقط.
إنه عنوان IP الافتراضي الذي يرسل إليه الجهاز بيانات الشبكة عندما يكون الغرض من هذه البيانات هو الانتقال إلى شبكة مختلفة (واحدة بمعرف شبكة مختلف) عن تلك التي يعمل عليها الجهاز.
أبسط مثال على ذلك تراه في شبكة منزلية نموذجية:
إذا كان لديك شبكة منزلية تتصل بها أجهزة متعددة ، فمن المحتمل أن يكون لديك جهاز توجيه Router متصل بالإنترنت من خلال مودم Modem. قد يكون هذا الموجه جهازاً منفصلاً ، أو قد يكون جزءاً من وحدة المودم / الموجه التي يوفرها مزود الإنترنت الخاص بك ISP.
يجلس جهاز التوجيه بين الأجهزة الموجودة على الشبكة الخاصة بك و بين الأجهزة الأكثر عمومية على الإنترنت ، ويقوم بتمرير (أو توجيه) حركة المرور ذهاباً وإياباً.
لنفترض أنك فتحت متصفحك وتوجهت إلى syriantech.com . يرسل جهاز الكمبيوتر الخاص بك طلباً إلى عنوان IP الخاص بموقعنا.
ونظراً لأن خوادمنا تعمل على الإنترنت بدلاً من شبكتك المنزلية ، يتم إرسال حزمة البيانات هذه من جهازك الكمبيوتر إلى جهاز التوجيه (البوابة gateway) ، ويقوم جهاز التوجيه الخاص بك بإعادة توجيه الطلب إلى الخادم الخاص بنا.
يرسل الخادم المعلومات الصحيحة مرة أخرى إلى جهاز التوجيه الخاص بك ، والذي يقوم بتوجيه المعلومات مرة أخرى إلى الجهاز الذي طلبها ، وترى موقعنا المنبثق في المتصفح الخاص بك.
عادةً ، يتم إعداد أجهزة التوجيه Routers بشكل افتراضي لجعل عنوان IP الخاص بها (عنوانها على الشبكة المحلية) هو معرف المضيف الأول.
لذلك ، على سبيل المثال ، على شبكة منزلية تستخدم 192.168.1.0 لمعرّف الشبكة ، سيكون عنوان IP الخاص بجهاز التوجيه عادة 192.168.1.1. بالطبع ، مثل معظم الأشياء ، يمكنك تعديل ذلك ليكون عنوان جهاز التوجيه لديك شيئا مختلفا.
خوادم نظام أسماء النطاقات DNS Servers
هناك جزء واحد متبق من المعلومات التي ستراها مع عنوان IP لجهازك، إضافة إلى قناع الشبكة الفرعية وعنوان البوابة الافتراضية، هيه المعلومة هي: عناوين واحد أو اثنين من خوادم نظام أسماء المجالات الافتراضية (DNS).
نحن البشر نعمل بشكل أفضل مع الأسماء من العناوين العددية. تعد كتابة syriantech.com في شريط العناوين بالمتصفح أسهل بكثير من تذكر وكتابة عنوان IP الخاص بموقعنا.
يعمل نظام أسماء النطاقات DNS مثل دفتر الهاتف ، حيث يتم البحث عن أشياء يمكن قراءتها بالنسبة للبشر وهذه الأشياء هي أسماء مواقع الويب ، ومن ثم تحويلها إلى عناوين IP.
يقوم DNS بذلك عن طريق تخزين كل هذه المعلومات على نظام من خوادم DNS المرتبطة عبر الإنترنت. تحتاج أجهزتك إلى معرفة عناوين خوادم DNS التي ترسل إليها استعلاماتها.
على شبكة نموذجية صغيرة أو منزلية ، تكون عناوين IP لخادم DNS هي نفسها عنوان البوابة الافتراضية Default gateway. ترسل الأجهزة استعلامات DNS الخاصة بهم إلى جهاز التوجيه الخاص بك ، ثم تقوم بإعادة توجيه الطلبات إلى أية خوادم DNS تم إعداد جهاز التوجيه من أجل استخدامها.
بشكل افتراضي ، تكون هذه عادةً خوادم DNS التي يوفرها مزود خدمة الإنترنت ISP الخاص بك ، ولكن يمكنك تغييرها لاستخدام خوادم DNS مختلفة إذا أردت. في بعض الأحيان ، قد يكون من الأفضل استخدام خوادم DNS التي تقدمها الجهات الخارجية ، مثل Google أو OpenDNS
