Mikä on IP?
Teknisesti ajatellen Internet koostuu valtavasta joukosta toisiinsa
liitettyjä verkkoja. Paikalliset tietokoneet on yhdistetty toisiinsa
lähiverkoiksi. Nämä lähiverkot on yhdistetty toisiinsa
muodostaen suurempia verkkoja. Nämä suuremmat verkot on liitetty
toisiinsa muodostaen yhä suurempia verkkoja jne. Kun nämä kaikki
verkot liitetään toisiinsa, syntyy Internet, joka on itse asiassa
valtavan suuri verkkojen verkko. Verkkojen yhtymäkohtia kutsutaan
solmukohdiksi tai solmuiksi. Internetiin liitetyt verkot voivat olla
toiminnaltaan hyvinkin erilaisia, mutta niillä kaikilla on yksi yhteinen
tekijä: IP.
IP eli Internet Protocol on Internetin avainteknologia, johon koko Internetin
toiminta perustuu. Vaikka Internet onkin todellisuudessa rakenteeltaan suuri
verkkojen verkko, yhdistää IP Internetin yhdeksi suureksi
virtuaaliseksi verkoksi ja mahdollistaa liikennöinnin erilaisten fyysisten
verkkojen välillä. IP:n nykyinen versio eli versio 4 julkaistiin vuonna
1981 ja se on siitä lähtien pysynyt muuttumattomana. IP:n saama suuri
suosio perustuu sen hyvään ja tehokkaaseen toimintaan sekä
arkkitehtuurin soveltuvuuteen hyvinkin erilaisiin verkkoihin.
IP:tä voidaan kuvata seuraavalla kolmella ominaisuudella:
- Yhteydetön; Ennen paketin lähetystä
yhteyttä ei mitenkään muodosteta vaan paketit vain
lähetetään verkkoon. Verkko toimittaa jokaisen paketin
vastaanottajalle itsenäisesti muista paketeista riippumatta.
Peräkkäisten pakettien reitti lähettäjältä
vastaanottajalle saattaa vaihdella ja paketit voivat saapua
vastaanottajalle eri järjestyksessä kuin ne lähetettiin.
- Epäluotettava; IP ei takaa pakettien
perilletuloa, vaan jättää tiedonkulun varmistamisen
korkeamman tason protokollien tehtäväksi. IP ei
myöskään takaa siirron virheettömyyttä
(paketin otsikkoa lukuun ottamatta) eli mahdollisten
tiedonsiirtovirheiden havaitseminen jää myös korkeamman
tason protokollien tehtäväksi. IP ei myöskään
tarjoa vuonvalvontaa eli nopea lähettäjä saattaa
lähettää paketteja nopeammin kuin hidas vastaanottaja
pystyy vastaanottamaan, jolloin pakettien liian tiheä saapuminen
jumiuttaa vastaanottajan.
Parhaan mahdollisen kapasiteetin takaava; IP ei
takaa yksittäiselle paketille tiettyä siirtokapasiteettia vaan
pyrkii siirtämään paketit perille niin hyvin ja nopeasti
kuin mahdollista. Jos verkko kuitenkin ruuhkautuu liikaa, joudutaan osa
paketeista hylkäämään, jolloin ne eivät vain
päädy vastaanottajalle. Korkeamman tason protokollat hoitavat
tarvittaessa pakettien uudelleenlähetykset. IP jakaa verkon
kapasiteettia tehokkaasti, koska käytättävissä oleva
kapasiteetti jaetaan aina niille, jotka kapasiteettia tarvitsevat.
IP-paketti
IP siirtää tiedon lähettäjältä vastaanottajalle
IP-paketeissa. IP määrittelee kuljettamiensa pakettien maksimikooksi
64 kilotavua, mutta tavallisesti paketit ovat 1500 tavun kokoisia. IP
määrittelee jokaiseen pakettiin otsikon, jonka perusteella paketti
toimitetaan vastaanottajalle. Paketin otsikko koostuu 20 tavun mittaisesta
kiinteästä osasta ja vaihtelevan mittaisesta optionaalisesta osasta.
Otsikko sisältää tiedon mm. lähettäjän ja
vastaanottajan osoitteesta, otsikon pituudesta, paketin pituudesta ja paketin
elinajasta. Paketin elinaika tarkoittaa aikaa, jonka jälkeen paketti
hylätään, jos vastaanottajaa ei jostain syystä saada
tavoitettua.
IP-osoitteet
Internetiin liitetyt koneet erotetaan toisistaan IP- eli Internet-osoitteiden
perusteella. Jokaisella koneella, joka on liitetty Internetiin, on oma uniikki
IP-osoite. Jos laite on kytkettynä useampaan verkkoon, on jokaisella
verkkoliitynnällä oma IP-osoite. Tällaisia koneita ovat esim.
verkon solmukohdissa toimivat reitittimet, jotka yhdistävät kaksi tai
useampia verkkoja toisiinsa. IP-osoiteet ovat 32-bittisiä
binäärinumeroita. Tavallisesti ne kuitenkin esitetään
neljänä pisteillä erotetulla desimaalinumerolla, joiden arvot
ovat välillä 0-255.
IP-osoite koostuu kahdesta osasta: verkko-osasta, joka
määrää verkon, johon kone on liitetty, sekä
isäntä-osasta, joka identifioi koneen verkon sisällä.
IP-osoite = <verkko-osa><isäntä-osa>
Esimerkiksi osoite 193.210.9.22 tarkoittaa verkon 193.210.9 konetta 22. Sama
osoite binäärimuodossa esitettynä on
11000001 11010010 00001001 00010110
IP-osoiteet eivät ole käyttäjän itse valittavissa.
IP-osoitteiden verkko-osa on yksikäsitteinen ja sen numeron
myöntää InterNIC (Internet Network Information Center).
IP-osoitteen isäntä-osa on yksikäsitteinen vain verkon
sisällä ja sen myöntää verkkoa hallinnoiva taho.
Koska numeropohjaiset osoitteet eivät ole ihmisille kovin havainnollisia,
on osoitteistuksen helpottamiseksi otettu käyttöön nimipalvelu
(DNS, Domain Name Service). Nimipalvelu kuvaa tekstuaaliset osoitteet
numeerisiksi IP-osoitteiksi ja päinvastoin. Esimerkiksi osoite kosh.hut.fi
tarkoittaakin todellisuudessa osoitetta 130.233.228.10.
Pakettien kulku
Kun Internetiin liitetty kone haluaa lähettää tietoa toiselle
koneelle, pakkaa lähettävä kone tietonsa IP-paketteihin.
Nämä paketit lähetetään verkkoon, joka toimittaa paketit
vastaanottajalle. Pakettien reittien etsimistä
lähettäjältä vastaanottajalle kutsutaan reititykseksi.
Reititin taas on laite, joka sijaitsee verkkojen solmukohdassa. Reitittimen
tehtävänä on reitittää verkon ulkopuolelle menevät
paketit oikeaan suuntaan, jotta ne päätyvät vastaanottajalle
mahdollisimman nopeasti.
Reititys voi olla joka suoraa tai epäsuoraa. Suorassa reitityksessä
vastaanottaja sijaitsee samassa verkossa kuin lähettäjä.
Tällöin lähettäjä voi lähettää paketit
suoraan vastaanottajalle ilman, että paketit kulkevat yhdenkään
reitittimen kautta. Lähettävä kone saa oman ja vastaanottajan
IP-osoitteen perusteella selville, sijaitsevatko koneet samassa verkossa. Jos
molempien koneiden IP-osoitteiden verkko-osat ovat samat, sijaitsevat koneet
samassa verkossa.
Epäsuorassa reitityksessä lähettäjä ja vastaanottaja
sijaitsevat eri verkoissa. Tällöin lähettäjä
lähettää paketit suoraan oman verkkonsa reitittimelle, joka laskee
reitin vastaanottajalle. Jos reititin on liitetty myös vastaanottajan
verkkoon, lähettää reititin paketit suoraan vastaanottajalle.
Muussa tapauksessa reititin lähettää paketit edellä lasketun
reitin mukaisesti seuraavalle reitittimelle, jonka kautta paketin lyhin reitti
vastaanottajalle kulkee.
IPv6
Nykyisen IP-protokollan version eli versio 4:n (IPv4) ongelmaksi on
osoittautunut liian pieni osoiteavaruus. IPv4:n osoitteet ovat 32 bittiä
pitkiä. Koska osoitteita on Internetin alkuaikoina jaettu tehottomasti, on
osoiteavaruus väistämättä loppumassa kesken verkon valtavan
nopean kasvun takia. Koska jokaisella Internetiin liitetyllä koneella
täytyy olla oman IP-osoite, on osoitteiden määrän
kasvattaminen väistämätön toimenpide lähivuosina.
Osoiteongelman ratkaisemiseksi on suunniteltu uusi versio IP-ptotokollasta, joka
otettaneen käyttöön lähivuosina.
IP:n uusi versio eli IPv6 (Internet Protocol version 6, IPng) ratkaisee IPv4:n
osoiteongelman käyttämällä 128-bittisiä osoitteita.
Näiden osoitteiden ei pitäisi ainakaan vähään aikaan
loppua kesken, sillä laskelmien mukaan jokaiselle maapallon pinnan
neliömetrille voitaisiin jakaa 1000 osoitetta, vaikka osoitteita jaettaisiin
kuinka tehottomasti.
Laajemman osoiteavaruuden lisäksi IPv6 tarjoaa myös muita
parannuksia IPv4:ään nähden. Näitä ovat
- Yksinkertaisempi ja vakiomittainen otsikko, joka mahdollistaa
nopeamman reitityksen.
- Parannettu tuki erilaisille laajennuksille erillisten vapaaehtoisten
lisäotsikoiden avulla.
- Mahdollisuus tietovuon nimeämiseen.
- Paremmat tietoturvaominaisuudet.
Vaikka IPv6 tarjoaakin paljon parannuksia, tulee siihen siirtyminen olemaan
Internetin suurin muutos koko sen elinaikana. IPv4 ja IPv6 eivät ole
keskenään yhteensopivia, joten siirtymäaikana tarvitaan paljon
koneita, jotka osaavat käyttää molempia protokollia. Internetin
valtavan koon takia siirtyminen uuden version käyttöön ei tule
käymään yhdessä yössä.
<Edellinen
Seuraava>
|