Hogyan és miért minden otthoni eszközt megoszt egy IP-címet

Ha úgy tetszik, mint a legtöbb ember, az internetszolgáltató egyetlen internetprotokoll címét kézbesíti, és az útválasztó megosztja azt az otthoni összes csatlakoztatott eszköz között..

Ez valójában megsérti az end-to-end elvet, amelyet az internet tervez. Azonban csak annyi IP-cím van, hogy körbejárhasson - kifogyunk.

A nyilvános IP-címek korlátozott erőforrás

A rendelkezésre álló IPv4 IP-címek kevesebb mint 4,2 milliárd forinttal rendelkeznek. Más szóval, vannak több csatlakoztatott eszközök a bolygón, mint amennyire egyedi, nyilvános IP-címek vannak. Az internet elfogy az IPv4-címekből, még akkor is, ha ezeket megszabjuk.

Ahelyett, hogy az internetszolgáltató egyedi nyilvános IP-címet rendelne az otthoni eszközökhöz, minden új számítógép, tabletta, okostelefon, játékkonzol vagy bármi más vásárlása esetén további IP-címre lenne szüksége - az internetszolgáltató általában az Ön számára egyetlen IP-cím.

Nyilvános és privát IP-címek

Az útválasztó közvetlenül csatlakozik az internethez, és hozzá van rendelve a nyilvános IP-címéhez (amely idővel változhat). Ekkor az útválasztó felelős a nyilvános IP-cím megosztásáért az otthoni többi számítógép és csatlakoztatott eszköz között.

Az útválasztó helyi IP-címeket rendel a csatlakoztatott eszközökhöz. Ez lehetővé teszi számukra, hogy egymás között kommunikáljanak az útválasztó mögött otthonában. Ezek a helyi IP-címek azonban nem érhetők el az internetről. Más szavakkal, a nyilvános IP-címe 23.24.35.63. Az interneten bárki megpróbál csatlakozni ehhez a címhez, és elérik az útválasztót. Lehet, hogy a számítógép saját IP-címe 192.168.1.100. Amikor valaki az interneten próbál csatlakozni ehhez a címhez, a számítógépük a helyi hálózaton keres 192.168.1.100 címet.

Ha ez egy kicsit zavaró, próbáljon meg egy irodaházra gondolni. Az irodaház címe 500 Fake Street, Fake Town, USA. Bárki küldhet e-mail címeket a világ bármely pontjáról - ez a cím megegyezik egy nyilvános címmel. Az irodaház irodája „203. helyiség” lehet. A helyi IP-címekhez hasonlóan a „Room 203” nem egyedülálló globális cím - sok irodaházban használják. Ha a világ másik oldalán lakik, nem lehet közvetlenül a 203-as szobába küldeni a levelet. A levelet az irodaházba kell címeznie.

Hálózati címfordítás (NAT) és port-továbbítás

Ha valamit az interneten hoz létre - például egy webhelyet -, a számítógép elküldi a csomagokat az útválasztón keresztül. Az útválasztó módosítja a csomagokat, és egyedi portot rendel a router minden kimenő kapcsolatához. Amikor a webhely vagy más szerver adatot küld vissza Önnek, az adatokat elküldi az adott portra, és az útválasztó tudja, hogy vissza kell küldeni az adatokat ugyanarra az eszközre, amely az eredeti kapcsolatot kezdeményezte. Így kezelik az útválasztók az internetes forgalmat több számítógépre egyszerre egyetlen IP-címmel, és tudják, hogy hová menjen a forgalom.

Ez azonban megszakadhat, ha a kéretlen bejövő forgalmat kezeljük. Például, ha valaki önállóan próbál csatlakozni az útválasztó IP-címéhez, az útválasztónak fogalma sincs arról, hogy hol kell ezt a forgalmat elküldeni. Az összes útválasztó megteheti a forgalmat, és dobja el. Ez lényegében azt jelenti, hogy a router egyfajta tűzfalként működik, és elutasítja a kéretlen bejövő forgalmat.

Ha be szeretné venni ezt a bejövő forgalmat, beállíthatja a port továbbítását az útválasztón. Például elmondhatja az útválasztónak, hogy Minecraft kiszolgálót futtat a 25565-ös porton egy adott helyi IP-címen. Amikor a router a 25565-ös porton kap kapcsolatot, tudja, hogy át kell adnia ezt a forgalmat a megadott IP-címre. Ezért szükséges a port továbbítása olyan alkalmazások esetében, amelyek kiszolgálóként működnek, és kéretlen bejövő forgalmat kapnak a helyi hálózaton kívülről.

Két lehetséges jövő

Ahogy fentebb említettük, az adagolás ellenére az IPv4 IP-címek elfogynak. Hosszú távon minden eszköz remélhetőleg rendelkezik saját IP-címével. Rövid távon lehet, hogy nem is rendelkezik egyetlen nyilvános IP-címmel.

• IPv6 címek minden egyes eszköz számára: Az IPv4-nek kevesebb mint 4,2 milliárd címe van, de az IPv6 képes 2¹²⁸ lehetséges IP-címek. Wolfram Alpha segíthet nekünk, hogy ezt a hatalmas számot szemléljük: ez a különbözõ IP-címek 340282366920938463463374607431768211456-nak felelnek meg, vagy minden egyes személy számára 50100000000000000000000000000 egyedi cím. Miután az IPv6 szélesebb körben elterjedt és helyettesíti az IPv4-et, minden egyes csatlakoztatott eszközt egyedi IP-címmel rendelhetünk az interneten.
• Carrier-Grade NAT: Rövid távon néhány internetszolgáltató küzd, hogy IPv4 címeket adjon meg ügyfeleinek. A hordozó minőségű NAT egy javasolt megoldás, amelyet néhány internetszolgáltató vizsgál. A szolgáltató-NAT-t használó internetszolgáltató saját IP-címét fogja megőrizni. A NAT-t (mint az otthoni útválasztóját) a helyi IP-címek kiosztására használná minden ügyfele számára. Az ügyfelek nem rendelkeznének egyedülálló nyilvános IP-címmel az interneten, és nem tudnák használni a port-továbbítást vagy közvetlen kapcsolatokat igénylő kiszolgálószoftvert..

Az internetet soha nem tervezték olyan sok csatlakoztatott eszközhöz, és az otthoni útválasztók a NAT technológiákkal az egyetlen ok, amiért annyi eszközt tudunk csatlakoztatni anélkül, hogy átállnánk az IPv6-ra.

Képhitel: Matt J Newman a Flickr-en, Bob Mical a Flickr-nél, webhamster Flickr-en, Jemimus a Flickr-en