8. Internets uppbyggnad och funktion

Som vi tidigare pratat om så är ju Internet en hopkoppling av en massa mindre nätverk, dessa nätverk tillsammans bildar alltså Internet. Internet är vad man kan kalla ett jättelikt WAN. Det som sammanbinder dom olika nätverken och datorerna med varandra kan vara en vanlig telefonledning, en fast kopparkabel, en fiberoptisk Kb/s upp till hundra eller tusentals Mb/s. Det som styr trafiken rätt är precis som i ett vanligt nätverk en router fast i Internetsamman-hang brukar man kalla den för en gateway. Kopplingarna går till servrar av olika slag, med olika tjänster där man kan finna den information man söker.

8.1 Adresseringen

Varje host på Internet identifieras av en unik adress, en s.k. IP-adress. Som vi nämnde förut så består ju en IP-adress av ett 32 bitars tal uppdelat i 4 8 bitars tal, vilket alltså betyder att man kan använda tal mella 0-255 i varje fält. Den adressen består i sin tur av en del som är nätverksadress och en del som är en hostadress. Nätverksadressen är en gemensam adress för mitt delnätverk, t.ex. ett visst företag, medan hostadressen är specifik för just min dator och varje annan dator i nätverket. Men nätverksadressen och hostadressen behöver inte vara lika långa, dvs. 16-bitar vardera. Dom kan vara olika långa och beroende på hur långa dessa är så har man delat in dom i olika klasser. Man talar om klass A-nät, klass B-nät, klass C-nät, klass D-nät och klass E-nät.

Ett klass A-nät har en nätverksadress på endast 7 bitar och 1 bit som identifierar den som ett klass A-nät, en 0:a. Men å andra sidan så har den en hostadress som omfattar 24 bitar vilket betyder att det kan finnas en hel massa hoster under en sån nätverksadress.

Det här betyder alltså att ett klass A-nät kan ha 126 olika nätverksadresser och 16 777 214 hostadresser. Om man räknar riktigt noga så ska man ju kunna plocka ut 128 olika hostadresser, och det kan man också men i verkligheten så används 0.0.0.0 och 127.0.0.0 för andra funktioner, vilket betyder att dom inte är tillgängliga. Samma sak med hostadressen, man ska kunna ha 16 777 216 st. men här är inte 1:na och 0:na tillåtna för att även dom används för andra syften.

Ett klass B-nät har en nätverksadress på 14 bitar, och två bitar som identifierar det som ett klass B-nät. Hostadressen är på 16 bitar.

Det betyder att ett klass B-nät har upp till 16384 nätverksadresser och 65,534 hostadresser (65536 -2).

Ett klass C-nät har en nätverksadress på 21 bitar, 3 idenifierings bitar, och en hostadress på 8 bitar.

Det betyder att ett klass C-nät kan ha 2,097,152 nätverksadresser och 254 hostadresser (256-2).

Dessa 3 är dom vanligaste nättyperna . Det s.k. D-nätet är så ovanligt och klass E-nät är för experiment syften, så dom bryr vi oss inte så mycket om. Det vi kan säga om dom är att D-nätet har en identifieringskod på 4 bitar, 1110, och att den kan adressera till flera hoster samtidigt med s.k. IP Multicasting. Klass E-nät har en identifieringskod som också är på 4 bitar, 1111.

Den nuvarande versionen av IP-adresseringen kallas IPv4 och är alltså en 32 bitars adress. Det betyder att det existerar 2^32 eller 4,294,967,296 adresser. Klass A-näten tar alltså upp 2^31 eller 2,147,483,648 adresser, vilket är 50 % av det totala adressutrymmet. Klass B-näten tar 2^ 30 eller 1,073,741,824 adresser, vilket är 25 % av det totala adressutrymmet. Klass C-näten tar 2^29 eller 536,870,912 adresser vilket är 12,5 % av det totala adressutrymmet. Resten tas upp av klass D- och E-näten.

Vad är anledningen till uppdelningen i 4 adressfält på vardera 8 bitar? Den enda anledningen till den här s.k. punktnotationen är att det ska vara lättare att komma ihåg. Försök själv. Vad är lättast att komma ihåg, 192.168.10.200 eller 19216810200? Men något som är ännu lättare att komma ihåg är ett ord eller ett namn. Och det är ju allmänt känt så då har man ordnat så att det går att registrera vettiga domännamn till sin IP-adress, ex. sitt företags namn. Så när du skriver in en adress till någon hemsida någonstans så anropar du först en s.k. name server eller Domian Name Server(DNS) som har en databas med dels namnet och IP-adressen till en viss host. WWW är ju en mycket välkänd och välanvänd tjänst på Internet, om vi t.ex. vill titta på Västergårdgymnasiets hemsida så skriver vi i adressfönstret i vår browser :

www.vgy.sodertalje.se

Vad händer då? För mig som använder Tele2 som Internetleverantör så anropar jag en av deras DNS:er, t.ex. 192.71.220.10, och frågar vad www.vgy.sodertalje.se har för IP-adress. DNS:en söker i sin databas, och om den hittar adressen så skickar den den till mig och först då anropar jagVästergårdgymnasiets hemsida. Om den inte hittar adressen så ropar den i sin tur på en annan DNS högre upp i hierkin som t.ex. känner till alla DNS:er i Sverigeoch den i sin tur anropar rätt DNS som ger mig mitt IP-nummer. Vad som sedan händer när jag kommit i kontakt med Västergårdgymnasiets webserver ska vi titta på lite senare.

Kan man se några problem med den nuvarande IP-versionen och dess adressering? Ja, det kan man definitivt. För det första så är den gammal och inte designad för det Internet vi har idag, även om ca. 4,3 miljarder adresser låter mycket så är det inte så mycket med den tillväxt som är idag, speciellt inte då man i början var väldigt frikostig med adresser, sa man att man ville ha 2000 IP-adresser så fick man det oavsett om man hade behovet eller inte. När man designade IPv4 så tyckte man ju naturligtvis att 4,3 miljarder adresser var ofantligt mycket, men man var inte så framsynt då. Hade man bara ökat antalet bitar i adressen med några bitar så hade problemet åtminstone blivit framskjutet några år.Varför skulle det vara så illa om IPadresserna tog slut? Då skulle ju mycket med syftet och ideologin runt Internet försvinna, då skulle inte vem som helst som vill kunna ansluta sig, vilket den anarkistiska grundtanken är. Ett annat problem är att routingtabellerna på gatewaysen har börjat bli väldigt stora eftersom nätet börjar bli så stort. Vad gör man åt dom här problemen då?

8.2 Subnätadressering

Någon kom på den geniala tanken med s.k. subnätadressering. Vad är det då? Man gjorde helt enkelt så att ett nätverks inre aldrig blev synligt för Internet. Man använder alltså samma nätverkadress, men olika subnätsadresser, vilket medför att man kan struktuera upp ett nät bättre och dela upp det i undernät utan att öka på Internets routingtabeller, eftersom dessa routingtabeller endast behöver känna till nätverksadressen och inget mera.

Man delar alltså in IP-adressen i 3 delar en nätverks-adress, en subnäts-adress och en hostadress. Det här medför också att färre IP-adresser behöver delas ut, eftersom varje undernät(ex. ett företag) bara behöver en eller ett par nätverksadresser och kan sen efter egen vilja dela upp sitt nät i undernät och ge dom adresser. Det medför också att nya undernät kan anslutas utan att man skaffar sig en massa nya IP-adresser. Alltså kan större nätverk anslutas på färra IP-adresser.

Men inne i det privata nätverket så måste man ju hålla reda på de olika subnäten. Hur gör man då? När man använder subnätsadressering så använder man maskning för att urskilja vart ett paket skall gå. Säga att vi har en nätverksadress som lyder 130.236.X.X och två subnät, A och B, med adresserna 130.236.128.1 och 130.236.0.1. Mellan dessa subnät har vi en intern gateway, med en koppling mot varje delnät, för att urskilja vart trafiken skall gå. För att kunna göra det så använder man maskningen som går till så att man på de två högre bitarna i IP-adressen, vilka i det här fallet blir 0.1-127.254 och 128.1-191.254. Bitmönstren på dom här subdomänerna blir alltid olika, mellan 0.1-127.254 ser vi alltid en 0:a på bit 15 och mellan 128.1-191.254ser vi alltid en 1:a på bit 15 och en 0:a på bit 14. Med hjälp av det här bildar man net-masken. Subnät A får netmasken 255.255.128.0 och subnät B får netmasken 255.255.192.0. En maskning av vilken IP-adress man vill i det vårt område kommer antingen att ge 130.236.0.0 som är basadressen för subnät A eller 130.236.128.0 som är basadressen för subnät B. Så med hjälp av det här hittar alltså gatewayen rätt subnät. Så istället för den traditionella klassindelningen använder man alla bitar till att adressering vilket betyder ännu ett andrum i väntan på att ny teknik kommer.

Fördelen i subnätadressering och netmaskning är att en IP-adress kan peka på ett helt nät, med många datorer och subnät samt att det förenklar routingen på Internet. Men naturligtvis är det här bara en tilfällig lösning, IP-adresserna kommer att ta slut ändå och routingtabellerna kommer ändå att bli för stora, så vad man egentligen behöver är ny teknik, en ny teknik för IP-adressering. Och det är faktiskt på gång också, för det finns en teknik som man håller på att pröva nu som kallas IPv6.

Kort sagt så är IPv6 en förbättring av IPv4 bl.a. när det gällerhur många adresser man har, man har utökat från 2^32 till 2^128 vilket är ofantligt mycket tycket vi just nu iallafall, men den dagen kommer nog när det är för lite också. IPv6 är flexibelt, det skall klara av migrationer från både IPv4 och IPX nätverk lätt. Adressheadern kommer att vara optimerad för en kostandseffektiv användning av bandvidden. IPv6 skall även förenkla adresstilldelning med hjälp av vad man kallar plug and play. Viss trafik kommer att kunna "lablas" dvs. ges vissa flaggor för trafik som måste fram på ett visst sätt, t.ex. för Realaudio. IPv6 kommer också att ha inbyggda funktioner för större säkerhet. Men vi IPv6 håller som sagt fortfarande på att testas och utvärderas och det kommer att ta tid innan det tas i drift i större skala, men när det gör det så blir det säkert bra.

Copyright Andreas Höglund © 1999.