Internetprotokoll

Funktion

Internetprotokollet överför information från en källdator till en måldator. Informationen skickas i form av paket.

Det finns två versioner av Internetprotokollet som för närvarande används: IPv4 och IPv6, där IPv4 är den mest använda versionen. IP ger också datorerna en IP-adress för att identifiera varandra, ungefär som en typisk fysisk adress.

IP är det primära protokollet i Internet Layer of the Internet Protocol Suite, som är en uppsättning kommunikationsprotokoll bestående av sju abstraktionslager (se OSI-modellen),

IP:s huvudsakliga syfte och uppgift är att leverera datagram från källvärden (källdatorn) till destinationsvärden (mottagardatorn) baserat på deras adresser. För att uppnå detta innehåller IP metoder och strukturer för att sätta taggar (adressinformation, som är en del av metadata) i datagrammen. Processen att sätta dessa taggar på datagram kallas inkapsling.Tänk på en anologi med postsystemet. IP liknar det amerikanska postsystemet i det avseendet att det gör det möjligt för ett paket (ett datagram) att adresseras (inkapsling) och sättas in i systemet (Internet) av avsändaren (källvärden). Det finns dock ingen direkt länk mellan avsändare och mottagare. 

Paketet (datagrammet) är nästan alltid uppdelat i delar, men varje del innehåller mottagarens adress (destinationsvärd). Så småningom anländer varje del till mottagaren, ofta på olika vägar och vid olika tidpunkter. Dessa rutter och tider bestäms också av postsystemet, som är IP. Postsystemet (i transport- och applikationslagren) sätter dock ihop alla delar igen innan de levereras till mottagaren (destinationsvärd).

Observera: IP är faktiskt ett anslutningslöst protokoll, vilket innebär att kretsen till mottagaren (destinationsvärd) inte behöver upprättas före överföringen (av källvärden). Om vi fortsätter analogin behöver det inte finnas någon direkt förbindelse mellan den fysiska returadressen på brevet/paketet och mottagaradressen innan brevet/paketet skickas.

Ursprungligen var IP en anslutningslös datagramtjänst i ett överföringskontrollprogram som skapades av Vint Cerf och Bob Kahn 1974. När format och regler tillämpades för att tillåta anslutningar skapades det anslutningsorienterade Transmission Control Protocol. De två utgör tillsammans Internet Protocol Suite, som ofta kallas TCP/IP.

Internet Protocol version 4 (IPv4) var den första större versionen av IP. Detta är det dominerande protokollet för Internet. IPv6 är dock aktivt och används, och dess utbredning ökar över hela världen.

Adressering och routning är de mest komplexa aspekterna av IP. Intelligensen i nätverket finns dock i noder (nätverksförbindelsepunkter) i form av routrar som vidarebefordrar datagram till nästa kända gateway på vägen till slutdestinationen. Routrarna använder sig av internt gateway-protokoll (IGP) eller externt gateway-protokoll (EGP) för att hjälpa till med att fatta beslut om vidarebefordran av rutter. Rutter bestäms av routningsprefixet i datagrammen. Routningsprocessen kan därför bli komplex. Men med ljusets hastighet (eller nästan) bestämmer routningsintelligensen den bästa rutten, och datagramdelarna och datagrammen kommer alla till slut fram till sin destination.

IP-paket

IP-paket eller datagram består av två delar. Den första delen är rubriken, som är som en etikett på ett kuvert. Den andra delen är nyttolasten, som är som brevet i kuvertet. Huvudet innehåller källans och destinationens IP-adresser och en del extra information. Denna information kallas metadata och handlar om själva paketet. Att lägga data i ett paket med en rubrik är inkapsling.

Routing

Varje dator i ett nätverk gör någon form av routning. Dedikerade datorer pratar med varandra för att ta reda på vart paketen ska skickas. Dessa datorer kallas routrar och kommunicerar med hjälp av routningsprotokoll.

Vid varje hopp på paketets resa läser en dator huvudet. Datorn ser IP-destinationsadressen och räknar ut vart paketet ska skickas.

Tillförlitlighet

ARPANET, internets tidiga föregångare, utformades för att överleva ett kärnvapenkrig. Om en dator förstördes skulle kommunikationen mellan alla andra datorer fortfarande fungera. Datanätverk följer fortfarande samma mönster.

Datorer som pratar med varandra sköter de "smarta" funktionerna för att förenkla datornätverken. Slutnoderna kontrollerar fel i stället för en central myndighet. Att de "smarta" sakerna ligger på slutdatorerna eller noderna följer principen om slutanvändning.

Internetprotokollet skickar ut paket utan att se till att de kommer fram på ett säkert sätt. Detta är bästa möjliga leverans och är opålitligt. Paketen kan bli röriga, gå förlorade, dupliceras eller tas emot i fel ordning. Protokoll på högre nivå som TCP (Transmission Control Protocol) säkerställer att paketen levereras korrekt. IP är också anslutningslöst, vilket innebär att det inte håller reda på kommunikationen.

Internet Protocol Version 4 (IPv4) använder en kontrollsumma för att kontrollera om det finns fel i en IP-huvudrubrik. Varje kontrollsumma är unik för en kombination av källa och destination. En routingnod genererar en ny kontrollsumma när den får ett paket. Om den nya kontrollsumman skiljer sig från den gamla vet routningsnoden att paketet är felaktigt och slänger det. IPv6 förutsätter att ett annat protokoll kontrollerar fel och utelämnar kontrollsumman. Detta är för att förbättra prestandan.

Historia

1974 publicerade Institute of Electrical and Electronics Engineers en artikel med titeln "A Protocol for Packet Network Intercommunication". I dokumentet beskrivs ett sätt för datorer att prata med varandra med hjälp av paketväxling. En stor del av denna idé var "Transmission Control Program". Transmission Control Program var för stort, så det delades upp i TCP och IP. Denna modell kallas nu DoD Internet Model and Internet Protocol Suite, eller TCP/IP-modellen.

Versionerna 0 till 3 av IP var experimentella och användes mellan 1977 och 1979.

IPv4-adresserna kommer att ta slut eftersom antalet möjliga adresser är begränsat. För att åtgärda detta skapade IEEE IPv6, som har ännu fler adresser. Medan IPv4 har 4,3 miljarder adresser har IPv6 340 undeciljoner av dem. Detta innebär att vi aldrig kommer att få slut på IPv6-adresser. IPv5 var reserverat för Internet Stream Protocol, som endast användes experimentellt.