قسمت یک Chapter 7 : IP Addressing مقدمه و مفاهیم پایه

اهداف زیر از آزمون +CompTIA Network در این فصل پوشش داده می‌شوند:

مقدمه و مفاهیم پایه Public vs. Private :

• مقدمه‌ای از IP Addressing (چرا مهمه، کجا استفاده میشه)

• RFC1918

• Network Address Translation (NAT)

مقدمه‌ای از IP Addressing (چرا مهمه، کجا استفاده میشه)

IPV4

چرا اصلاً IP به‌وجود اومد؟

✔️ وقتی شبکه‌ها تازه شروع شدن (اون روزای اول اینترنت، دهه ۷۰ و ۸۰ میلادی)، کامپیوترها باید بتونن همدیگه رو پیدا کنن. خب چطوری؟ باید برای هر دستگاه یه "نشانی" باشه.

فرض کن همه‌ی دستگاه‌های دنیا –

از موبایل گرفته تا یخچال هوشمند –

می‌خواستن با هم حرف بزنن. بدون یه سیستم آدرس‌دهی،

این ارتباط مثل اینه که توی یه شهر همه بدون اسم و آدرس باشن.

کسی نمی‌دونه نامه‌اش رو به کی باید بده!
اینجاست که

IP Address وارد میشه همون ipv4 : یه آدرس یکتا که هر دستگاه برای ارتباط در شبکه نیاز داره.

راسی کی فکرش رو می کرد اون زمان که همه چیز ها ip میخوان تلوزیون یخچال و....

نکته درسی: IP توی لایه‌ی ۳ مدل OSI کار می‌کنه و وظیفه‌ی اصلی‌اش روتینگ یعنی انتقال بسته از شبکه‌ای به شبکه‌ی دیگه‌ست.

کجاها به درد می‌خوره؟

• وقتی توی واتساپ پیام میدی، دستگاهت باید آدرس مقصد رو بدونه.

• وقتی سایت گوگل رو باز می‌کنی، مرورگر باید دقیقاً سرور گوگل رو پیدا کنه.

• حتی وقتی یه پرینتر شبکه‌ای داری، بدون IP نمی‌تونی براش فایل بفرستی.

به‌زبان ساده: IP ستون فقرات ارتباطات دیجیتاله.

Public vs. Private در زیر جدولش رو میبینیم :

Public vs. Private

Public vs. Private

شناسنامه عمومی یا کارت شناسایی داخلی(Public vs. Private IP):

اما همه آدرس‌ها شبیه هم نیستند. دو دسته اصلی داریم :

Public IP ادرس عمومی :

• این آدرس یکتاست در کل اینترنت.

• از هرجای دنیا می‌شود به آن دسترسی داشت.

• مثال: وقتی توی گوگل سرچ می‌کنی «What is my IP»، عددی که نمایش داده می‌شود Public IP تو است.

Private IP ادرس خصوصی :

• این آدرس‌ها فقط در شبکه‌های داخلی (مثل خانه یا شرکت) کاربرد دارند.

• برای استفاده عمومی در اینترنت طراحی نشده‌اند.

• این آدرس‌ها از بیرون شبکه به‌طور مستقیم قابل دسترسی نیستند.

مثال واقعی: لپ‌تاپ و گوشی داخل یک مودم خانگی هرکدام Private IP دارند (مثل 192.168.1.5). اما وقتی همگی می‌خواهند به اینترنت وصل شوند، مودم شما آن‌ها را از طریق یک Public IP مشترک بیرون می‌فرستد.

RFC1918 و محدوده آدرس‌های خصوصی:

از آنجا که آدرس‌های IPv4 محدود بودند (حدود ۴ میلیارد آدرس)، سازمان IETF استانداردی به نام RFC1918 معرفی کرد تا محدوده‌های مشخصی از IP برای استفاده خصوصی رزرو شوند:

10.0.0.0/8 → از 10.0.0.0 تا 10.255.255.255

172.16.0.0/12 → از 172.16.0.0 تا 172.31.255.255

192.168.0.0/16 → از 192.168.0.0 تا 192.168.255.255

این محدوده‌ها به‌طور رسمی در اینترنت عمومی استفاده نمی‌شوند. اگر هم بخواهی با این آدرس‌ها در اینترنت ارتباط بگیری، عملاً غیرممکن است.

هدف از وجود Private IPها سه چیز است:

1. صرفه‌جویی در آدرس‌های عمومی (Public IPها محدودند).

2. ساده‌تر شدن مدیریت و مسیریابی داخلی (Routing).

3. افزایش امنیت شبکه‌های داخلی چون این آدرس‌ها از اینترنت مستقیم قابل دسترسی نیستند.

Network Address Translation (NAT) مترجم زبل شبکه‌ها :

یه سؤال: وقتی توی خونه‌ات ۵ تا گوشی، ۲ تا لپ‌تاپ و یک کنسول بازی همزمان به اینترنت وصل می‌شن، چطور ممکنه همه‌شون با یک خط اینترنت کار کنن، در حالی که ISP فقط یک Public IP بهت داده؟

ینجا NAT (Network Address Translation) میاد وسط.

NAT دقیقاً چیکار می‌کنه؟

مودم یا روتر شما نقش یه مترجم رو داره:

• داخل خونه هر دستگاه با یک Private IP شناخته میشه (مثلاً 192.168.1.10).

• وقتی دستگاه می‌خواد به اینترنت بره، روتر آدرس خصوصی اون رو به همون یک Public IP تبدیل می‌کنه.

• وقتی جواب از اینترنت برمی‌گرده، روتر می‌دونه کدوم بسته برای کدوم دستگاه بود و دوباره ترجمه می‌کنه.

اینطوری چندین دستگاه می‌تونن با یک Public IP مشترک وارد اینترنت بشن.

مثال روزمره

فرض کن یک شرکت فقط یک خط تلفن داره، ولی چند کارمند باید تماس بگیرن یا جواب بدن. منشی شرکت (NAT) تماس‌ها رو مدیریت می‌کنه:

• وقتی یکی تماس می‌گیره، منشی می‌دونه کدوم داخلی باید زنگ بخوره.

• وقتی کارمندها تماس می‌گیرن، شماره شرکت روی گوشی مقصد می‌افته، نه شماره داخلی.

چرا NAT مهمه؟

• صرفه‌جویی در آدرس‌های عمومی: چون تعداد Public IPها محدوده.

• افزایش امنیت: دستگاه‌های داخل شبکه پشت NAT مخفی می‌شن و مستقیماً از اینترنت قابل دسترسی نیستن.

• انعطاف‌پذیری در شبکه‌ها: امکان می‌ده صدها دستگاه داخلی با یک IP بیرونی کار کنن.

نکته تخصصی

NAT در حالت عادی یک عیب هم داره: بعضی سرویس‌ها که نیاز به ارتباط مستقیم دارند (مثل بعضی بازی‌های آنلاین یا VoIP) ممکنه با NAT مشکل پیدا کنن. برای همین تکنیک‌هایی مثل Port Forwarding یا UPnP ابداع شدن تا این محدودیت رو دور بزنن.

• Port Forwarding: باز کردن دستی یک پورت مشخص روی روتر، تا ترافیک اینترنت مستقیم به یک دستگاه داخلی برسه. (کنترل کامل با کاربر)

• UPnP: باز شدن خودکار پورت‌ها توسط برنامه‌ها/دستگاه‌ها برای راحتی بیشتر. (راحت‌تره ولی امنیت کمتری داره)