IP-адреса: IPv4 и IPv6

IP-адреса: IPv4 и IPv6

В прошлом модуле мы узнали, что роутеры используют IP-адреса для принятия решений о маршрутизации. Теперь разберёмся, что такое IP-адрес, как он устроен и почему существуют две версии — IPv4 и IPv6.

Что такое IP-адрес

IP-адрес (Internet Protocol address) — это числовой идентификатор, который присваивается каждому устройству в сети. Если MAC-адрес — это «имя при рождении» (зашито в железо), то IP-адрес — это «почтовый адрес», который выдаётся при подключении к конкретной сети. Переехал в другую сеть — получил новый IP.

IP-адрес решает две задачи:

1. Идентификация устройства в сети.
2. Локализация — адрес указывает, в какой сети находится устройство (как индекс на письме указывает город и улицу).

IPv4: адрес из четырёх чисел

Самая распространённая на сегодня версия — IPv4, придуманная в 1981 году. Адрес IPv4 — это 32 бита (4 байта), которые для удобства записывают как четыре десятичных числа, разделённых точками:

192.168.1.42

Каждое из четырёх чисел (октетов) лежит в диапазоне от 0 до 255, потому что 8 бит могут представить 2⁸ = 256 значений от 0 до 255.

Всего IPv4-адресов: 2³² ≈ 4.3 миллиарда. В 1981 году это казалось неисчерпаемым запасом. Сегодня устройств в интернете больше, чем 4.3 миллиарда, поэтому миру пришлось изобретать обходные пути — и в итоге новую версию протокола.

Из чего состоит IPv4-адрес

IP-адрес разделён на две части: адрес сети и адрес устройства (хоста) внутри этой сети. Где проходит граница — указывает маска подсети (subnet mask):

IP-адрес:  192.168.1.42
Маска:     255.255.255.0

Сеть:      192.168.1.0   (первые 3 октета)
Устройство:          42  (последний октет)

Маска 255.255.255.0 означает: первые 24 бита — адрес сети, последние 8 бит — адрес устройства. В такой сети может быть 2⁸ − 2 = 254 устройства (минус два специальных адреса: адрес самой сети и broadcast-адрес).

Часто маску записывают коротко через слеш: 192.168.1.0/24. Число после слеша — сколько бит отдано под сеть.

Классы IPv4 (историческая справка)

Изначально IPv4-адреса делили на классы A, B, C, D, E. Сегодня жёсткое деление на классы не используется (его заменила бесклассовая адресация CIDR), но понимать классы полезно для чтения старых материалов:

Приватные и публичные адреса

Не все 4.3 миллиарда IPv4-адресов могут использоваться в интернете. Часть из них зарезервирована для приватных (локальных) сетей:

Адреса из этих диапазонов не маршрутизируются в интернете. Твой домашний роутер раздаёт устройствам адреса 192.168.x.x, а в интернет они выходят под одним публичным адресом, который роутер получает от провайдера. О том, как это работает технически — в уроке про NAT.

Почему IPv4 закончился и появился IPv6

К 2010-м годам свободные IPv4-адреса закончились. Последние блоки раздали региональным интернет-регистраторам в 2011 году. Решение — IPv6, разработанный ещё в 1998 году.

IPv6-адрес — это 128 бит (16 байт). Записывается как восемь групп по четыре шестнадцатеричных цифры, разделённых двоеточиями:

2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329

Длинные цепочки нулей можно сокращать: 2001:db8::ff00:42:8329 (двойное двоеточие заменяет самую длинную последовательность нулевых групп).

Всего IPv6-адресов: 2¹²⁸ ≈ 340 секстиллионов (340 и 36 нулей). Это достаточно, чтобы выдать по миллиарду адресов на каждый квадратный миллиметр поверхности Земли. Проблема исчерпания адресов решена навсегда.

Что ещё улучшили в IPv6

IPv6 — это не просто «IPv4 с большим адресом». Протокол переработан:

• Упрощён заголовок. Меньше полей — роутеры обрабатывают пакеты быстрее.
• Нет broadcast. Вместо него — multicast, трафик рассылается только тем, кто его запросил.
• Автоконфигурация. Устройство может само назначить себе адрес, получив префикс сети от роутера.
• Встроенная безопасность. IPsec (шифрование и аутентификация) — обязательная часть IPv6, а не опция как в IPv4.

Типы IPv6-адресов

В IPv6 несколько типов адресов для разных целей:

• Global Unicast (2000::/3). Публичные адреса, маршрутизируются в интернете. Аналог публичных IPv4.
• Link-Local (fe80::/10). Действуют только в пределах локальной сети. Есть у каждого IPv6-устройства автоматически. Аналог 169.254.x.x в IPv4.
• Unique Local (fc00::/7). Приватные адреса, аналог 192.168.x.x. Не маршрутизируются в интернете.
• Multicast (ff00::/8). Групповая рассылка.

IPv4 и IPv6 сегодня: двойной стек

Переход на IPv6 идёт медленно, потому что требует обновления оборудования по всему миру. Сегодня большинство устройств и сетей работают в режиме dual stack — поддерживают оба протокола одновременно. Если сервер и клиент оба умеют IPv6 — используется он. Если нет — откатываются на IPv4.

По статистике Google, на начало 2026 года около 50% пользователей заходят на сайты через IPv6. Остальные 50% — по-прежнему IPv4, маскируясь через NAT и другие обходные механизмы.

Статический vs динамический IP

IP-адрес, который устройство получает при подключении, может быть:

• Динамический. Выдаётся провайдером из пула свободных адресов и может измениться при перезагрузке роутера. Дешевле для провайдера (один адрес обслуживает много клиентов по очереди). Именно такой адрес у большинства домашних подключений.
• Статический. Закреплён за устройством навсегда. Нужен для серверов, к которым обращаются по IP-адресу. Стоит дороже — провайдер резервирует адрес именно для тебя.

Как узнать свой IP-адрес

Свой локальный IP можно узнать командой в терминале: ipconfig (Windows) или ifconfig / ip addr (Mac/Linux). Ищи строку IPv4 Address или inet.

Публичный IP — тот, под которым тебя видит интернет — показывает любой сервис типа ifconfig.me или ipinfo.io. Открой такой сайт — и увидишь адрес, который твой роутер получил от провайдера. Если адрес начинается с 192.168. — значит ты смотришь на локальный, а не публичный адрес.

Проверь себя

1. Сколько устройств может быть в сети с маской 255.255.255.0?
2. Можно ли использовать адрес 192.168.1.5 в открытом интернете?
3. Почему нельзя просто взять и перевести весь интернет на IPv6 за один день?

1. 254 устройства. Формула: 2^(32 − биты_маски) − 2. Вычитаем адрес сети и broadcast-адрес.
2. Нет. 192.168.x.x — приватный диапазон, такие адреса не маршрутизируются в интернете. Трафик с таким адресом-отправителем будет отброшен первым же роутером.
3. Потому что миллионы роутеров, серверов и устройств по всему миру работают на IPv4 и требуют замены или обновления прошивки. Это гигантский, дорогой и медленный процесс, которым никто не управляет централизованно.

Что унести с урока

• IPv4 — 32 бита, 4.3 млрд адресов, запись 192.168.1.42.
• IPv6 — 128 бит, 340 секстиллионов адресов, запись 2001:db8::1.
• Маска подсети отделяет адрес сети от адреса устройства.
• Приватные диапазоны (10.x, 172.16.x, 192.168.x) используются внутри локальных сетей и не выходят в интернет напрямую.
• Переход на IPv6 идёт постепенно (dual stack), сегодня около 50% трафика уже IPv6.

IP-адрес — это как адрес на конверте. Но сами данные передаются не сплошным потоком, а небольшими порциями — пакетами. В следующем уроке разберём, из чего состоит пакет и зачем данные вообще разбивают на куски.