بمنظور مديريت و اشکال زدائي شبکه هاي مبتني بر پروتکل TCP/IP ، مي بايست شناخت مناسبي نسبت به تمامي جنبه ها ي آدرس دهي IP وجود داشته باشد. يکي از مهمترين عمليات مديريتي در شبکه هاي مبتني بر پروتکل TCP/IP ، نسبت دهي آدرس هاي IP مناسب و منحصربفرد به تمامي گره هاي موجود در شبکه است . با اينکه مفهوم نسبت دهي آدرس IP ، ساده بنظر مي آيد ولي مکانيزم واقعي اختصاص آدرس IP موثر با استفاده از Subnetting ، پيچيدگي هاي خاص خود را بدنبال دارد. علاوه بر موارد فوق ، ضروري است که شناخت مناسبي نسبت به جايگاه IP Broadcast ، ترافيک multicast و نحوه تطبيق آدرس هاي فوق به آدرس هاي لايه اينترفيس شبکه نظير آدرس هاي MAC اترنت و Token Ring ، وجود داشته باشد .در مجموعه مقالاتي که در اين خصوص ارائه خواهد به بررسي مفاهيم و ويژگي هاي آدرس دهي IP خواهيم پرداخت .

انواع آدرس هاي IP

آدرس IP ، يک آدرس منطقي سي و دو بيتي است که مي تواند يکي از انواع زير باشد :
• Unicast . يک آدرس IP از نوع Unicast ، به يک اينترفيس شبکه متصل شده به يک شبکه مبتني بر IP نسبت داده مي شود. آدرس هاي IP از نوع Unicast در ارتباطات "يک به يک" ( One-To-One) استفاده مي گردند .
• Broadcast . يک آدرس IP از نوع Broadcast بمنظور پردازش توسط هر گره موجود بر روي سگمنت يکسان شبکه ، طراحي شده است . آدرس هاي IP از نوع Broadcast در ارتباطات از نوع "يک به همه " ( one-to-everyone ) ، استفاده مي گردند .
• Multicast . يک آدرس IP از نوع Multicast ، آدرسي است که يک و يا چندين گره را قادر به گوش دادن به سگمنت هاي مشابه و يا متفاوت مي نمايد. آدرس هاي فوق ،ارتباط از نوع "يک به چند" (one-to-many ) را فراهم مي نمايند .

نمايش آدرس IP

آدرس IP ، يک مقدار سي و دو بيتي است که کامپيوترها با مهارت خاصي از آن بمنظور انجام عمليات خود در يک شبکه کامپيوتري مبتني بر TCP/IP استفاده مي نمايند . انسان در مقابل استفاده از يک عدد باينري سي و دو بيتي که بخاطر سپردن آن همواره مشکل خواهد بود ، از سيستم دهدهي ، استفاده مي نمايند . ( استفاده از سيستم دهدهي در مقابل سيستم باينري ) . بدين دليل براي نمايش يک آدرس IP از شکل دهدهي ( decimal ) آن استفاده مي گردد.آدرس هاي IP سي و دو بيتي از بيت با ارزش بالا بسمت بيت با ارزش پائين ، به چهار واحد هشت بيتي ( گروه هشتگانه ) که به هر يک از آنان Octet گفته مي شود ، تقسيم مي شوند . آدرس هاي IP معمولا" بصورت چهار octet دهدهي که توسط يک نقطه از يکديگر جدا مي گردند ، نوشته مي شوند . مدل نمايشي فوق را Dotted Decimal مي گويند . مثلا" آدرس IP : 00001010000000011111000101000011، پس از تقسيم به چهار Octet ( گروه هشتگانه ) ، بصورت زير نمايش داده مي شود:

00001010  00000001  11110001  01000011

هر Octet ( گروه هشتگانه ) در ادامه به يک عدد دهدهي تبديل و پس از جداسازي آنان توسط نفطه از يکديگر بصورت زير نمايش داده مي شوند :
10.1.241.67
يک آدرس عمومي IP بصورت w.x.y.z نشان داده مي شود :

تبديل از باينري به دهدهي

بمنظور تبديل يک عدد باينري به معادل دهدهي ، باتوجه به ارزش مکاني هر رقم از توان هاي متفاوت دو استفاده مي گردد .در چنين حالتي در صورتيکه يک رقم داراي مقدار يک باشد ، از معادل ارزش مکاني آن ( توان هاي متفاوت دو ) استفاده مي گردد.
مثلا" ، عدد هشت بيتي 01000011 ، معادل 67 ( 1 + 2 + 64 ) مي باشد . حداکثر عددي را که مي توان توسط هشت بيت نشان داد ( 11111111 ) ، 255 است ( 1+2+4+8+16+32+64+128) .

تبديل از دهدهي به باينري

براي تبديل يک عدد دهدهي به باينري ، عدد دهدهي را بمنظور آگاهي از وجود توان هاي متفاوت دو و از بيت با ارزش بالا ، آناليز مي نمائيم . از بيت با ارزش بالاتر شروع مي کنيم ( 128 ) ،در صورتيکه مقدار مربوط در عدد دهدهي موجود باشد ، بيت مورد نظر در آن موقعيت معادل يک در نظر گرفته خواهد شد . مثلا" عدد 211 شامل حاصل جمع اعداد 128 ، 64 ، 16 و 2 است ، بنابراين شکل باينري آن بصورت 11010011 خواهد بود .

آدرس هاي IP در IP Header

آدرس هاي IP استفاده شده در IP Header ، شامل فيلدهاي مربوط به آدرس مبداء و مقصد مي باشد :
• فيلد آدرس مبداء IP Header ، همواره يک آدرس از نوع Unicast و يا آدرس خاصي بصورت IP: 0.0.0.0 است . آدرس نامشخص IP 0.0.0.0 ، صرفا" زماني که گره مربوطه با يک آدرس IP پيکربندي نشده باشد و گره در تلاش براي بدست آوردن يک آدرس از طريق يک پروتکل پيکربندي نظير DHCP)Dynamic Host Configuration Protocol) باشد ، استفاده مي گردد .
• فيلد آدرس مقصد IP Header، يک آدرس Unicast و يا يک آدرس از نوع Broadcast مي باشد .

آدرس هاي IP ازنوع Unicast

هر اينترفيس شبکه که TCP/IP در ارتباط با آن فعا ل شده باشد، مي بايست داراي يک آدرس IP منحصربفرد، منطقي و Unicast باشد .آدرس منحصربفرد Unicast ، بمنزله يک آدرس منطقي خواهد بود. چراکه آدرس فوق در لايه اينترنت بوده که هيچگونه ارتباط مستقيمي با آدرس استفاده شده در لايه اينترفيس شبکه ندارد . مثلا" آدرس IP نسبت داده شده به يک ميزبان ( host) بر روي يک شبکه اترنت ، هيچگونه ارتباطي با آدرس MAC چهل و هشت بيتي استفاده شده توسط آداپتور شبکه اترنت ندارد.
آدرس IP از نوع Unicast ، يک آدرس منحصر بفرد براي گره هاي موجود در يک شبکه مبتني بر پروتکل TCP/IP بوده و از دو بخش مشخصه شبکه ( network ID ) و مشخصه ميزبان ( host ID ) ، تشکيل مي گردد .
• مشخصه شبکه ( network ID ) و يا آدرس شبکه ، گره هائي را که بر روي شبکه منطقي يکساني قرار دارند ، مشخص مي نمايد . در اکثر موارد، يک شبکه منطقي مشابه يک سگمنت فيزيکي شبکه بوده که محدوده هاي مرزي آن توسط آدرس IP روترها تعريف مي گردد . در برخي موارد ، چندين شبکه منطقي بر روي شبکه فيزيکي يکساني وجود داشته که از روشي با نام Multinetting استفاده مي نمايند. تمامي گره ها در يک شبکه منطقي يکسان ، مشخصه شبکه ( Network ID ) يکساني را به اشتراک مي گذارند . در صورتيکه تمامي گره ها بر روي يک شبکه منطقي يکسان ، بدرستي پيکربندي نگردند (عدم لحاظ نمودن مشخصه شبکه يکسان) ، عمليات روتينگ و عرضه بسته هاي اطلاعاتي با مشکل مواجه خواهد شد . مشخصه شبکه ، مي بايست منحصر بفرد در نظر گرفته شود.
• مشخصه ميزبان ( host ID ) و يا آدرس ميزبان ، يک گره موجود در شبکه را مشخص مي نمايد . يک گره مي تواند يک روتر و يا يک ميزبان ( يک ايستگاه کاري ، سرويس دهنده و يا ساير سيستم هاي مبتني بر TCP/IP ) باشد . مشخصه ميزبان ، مي بايست در هر سگمنت شبکه منحصر بفرد باشد .

کلاس هاي آدرس دهي IP

در ابتدا لازم است به اين نکنه اشاره گردد که شبکه هاي مدرن ، مبتني بر کلاس هاي آدرس اينترنت نمي باشد . با توجه به رشد سريع اينترنت ، ساختار اوليه ارائه شده مبتني بر کلاس ، شرايط لازم بمنظور گسترش و پاسخگوئي به يک شبکه گسترده جهاني را دارا نمي باشد. مثلا" در صورتيکه همچنان از آدرس دهي مبتني بر کلاس ، استفاده شود، مي بايست صدها و يا هزاران روتر در جداول روتينگ مربوط به روترهاي ستون فقرات اينترنت وجود داشته باشد . بمنظور پيشگيري و ممانعت از اين موضوع ، آدرس دهي در اينترنت مدرن بصورت Classless خواهد بود. عليرغم موارد فوق ، آشنائي و آگاهي لازم در خصوص کلاس هاي آدرس دهي ، يکي از عناصر مهم در زمينه شناخت آدرس دهي IP محسوب مي گردد.
RFC 791 ، آدرس هاي IP از نوع Unicast را کلاس هاي آدرس دهي خاصي تعريف مي نمايد که از آنان بمنظور ايجاد شبکه ها با ابعاد و اندازه هاي متفاوت استفاده مي گردد( توانائي تعريف مناسب شبکه ها ) . اهداف اوليه طراحي کلاس هاي آدرس دهي ، نيل به خواسته هاي زير بود :
• ايجاد تعدادي اندک از شبکه هاي وسيع ( شبکه هائي با تعداد زيادي از گره ها )
• ايجاد تعدادي متوسط از شبکه هائي با ابعاد متوسط ( نه خيلي زياد و نه خيلي کم )
• ايجاد تعدادي زياد از شبکه هاي کوچک
براي تامين اهداف فوق ، کلاس هاي متفاوت آدرس دهي ايجاد گرديد . بدين ترتيب، زير شاخه( نوع ) يک آدرس سي و دو بيتي IP از طريق تنظيم بيت هاي با ارزش بالا مشخص و ساير بيت هاي باقيمانده به دو بخش مشخصه شبکه و مشخصه ميزبان ، تقسيم مي گردند .
کلاس A
آدرس هاي کلاس A ، براي شبکه هائي که داراي تعداد بسيار زيادي ميزبان مي باشند، طراحي شده است ( ايجاد تعدادي اندک از شبکه هائي که داراي ميزبانان زيادي مي باشند ) . بيت با ارزش بالا مقدار صفر را دارا خواهد بود . اولين گروه هشتگانه ( اولين octet ) ، بعنوان مشخصه شبکه و آخرين بيست و چهار بيت ( سه octet بعد) بعنوان مشخصه ميزبان تعريف مي گردد .
کلاس B
آدرس هاي کلاس B ، براي شبکه هائي با ابعاد متوسط که داراي تعداد متوسطي ( نه خيلي زياد و نه خيلي کم ) از ميزبانان مي باشند ، طراحي شده است ( ايجاد تعدادي متوسط از شبکه هائي که داراي ميزبانان متوسطي مي باشند ). دو بيت با ارزش بالا ، داراي مقدار 10 مي باشد . اولين شانزده بيت ( دو octet اوليه ) بعنوان مشخصه شبکه و آخرين شانزده بيت ( دو octet آخر) بعنوان مشخصه ميزبان در نظر گرفته مي شوند.
کلاس C
آدرس هاي کلاس C براي شبکه هاي کوچک که داراي تعداد اندکي از ميزبانان مي باشند ، طراحي شده است .( ايجاد تعدادي زيادي از شبکه هائي که داراي ميزبانان اندکي مي باشند) . سه بيت با ارزش بالا ، داراي مقدار 110 مي باشد . اولين بيست و چهار بيت ( سه octet اوليه ) بعنوان مشخصه شبکه و هشت بيت آخر ( آخرين Octet ) بعنوان مشخصه ميزبان در نظر گرفته مي شوند. شکل زير ساختار آدرس هاي کلاس C را نشان مي دهد .
کلاس هاي آدرس دهي اضافه : علاوه بر کلاس هاي آدرس دهي B ,A و C ، با توجه به ضرورت هاي مربوطه کلاس D و E ، نيز تعريف شده اند .
کلاس D : آدرس هاي کلاس D بمنظور Multicast طراحي شده اند . چهار بيت با ارزش بالا، داراي مقدار 1110 مي باشد. بيست و هشت و بيت بعد بمنظور آدرس هاي multicast در نظر گرفته شده است .
کلاس E : آدرس هاي کلاس E ، آدرس هاي رزو شده براي استفاده آتي مي باشند . پنج بيت با ارزش بالا، داراي مقدار 11110 مي باشد .

قوانين مشخصه شبکه ( Network ID)

در زمان استفاده از مشخصه شبکه ، قوانين زير رعايت مي گردد:
• مشخصه شبکه نمي تواند با 127 بعنوان اولين Octet آغاز گردد . تمامي آدرس هاي IP: 127.x.x.x ، بعنوان آدرس هاي Loopback رزو شده مي باشند .
• تمامي بيت هاي مشخصه شبکه ، نمي تواند ارزش يک را داشته باشد. مشخصه هاي شبکه که مقدار تمامي بيت هاي آن يک است ، بمنظور آدرس هاي Broadcast رزو شده اند .
• تمامي بيت هاي مشخصه شبکه ، نمي تواند ارزش صفر را داشته باشد. مشخصه هاي شبکه که مقدار تمامي بيت هاي آن صفر است ، يک ميزبان بر روي شبکه محلي را مشخص مي نمايند.
• مشخصه شبکه در شبکه هاي مبتني بر IP عمومي ، مي بايست منحصربفرد باشد .
جدول زير محدوده کلاس هاي آدرس دهي براي مشخصه شبکه را نشان مي دهد.

تعداد شبکه ها	آخرين مشخصه شبکه	اولين مشخصه شبکه	کلاس
126	126.0.0.0	1.0.0.0	A
16,384	191.255.0.0	128.0.0.0	B
2,097,152	223.255.255.0	192.0.0.0	C

IP مربوط به مشخصه هاي شبکه ، حتي اگر بصورت اعداد دهدهي که توسط نقطه از يکديگر جدا شده اند ، ارائه گردد ، بمنزله آدرس هاي IP نسبت داده شده به اينترفيس هاي شبکه در نظر گرفته نخواهد شد . IP مشخصه شبکه ، آدرس شبکه اي است که براي تمامي اينترفيس هاي شبکه متصل شده به يک شبکه منطقي يکسان ، مشترک خواهد بود .

قوانين مشخصه هاي ميزبان (Host ID)

در زمان استفاده از مشخصه ميزبان ، قوانين زير رعايت مي گردد :
• تمامي بيت ها ي مشخصه ميزبان ، نمي تواند ارزش يک را داشته باشد . مشخصه هاي ميزبان که مقدار تمامي بيت هاي آن يک است ، براي آدرس هاي Broadcast رزو شده اند .
• تمامي بيت هاي مشخصه ميزبان ، نمي تواند ارزش صفر را داشته باشد.مشخصه هاي ميزبان که مقدار تمامي بيت هاي آن صفر است ، براي ارائه IP مربوط به مشخصه هاي شبکه ، رزو شده اند .
• مشخصه ميزبان مي بايست در شبکه، منحصر بفرد باشد .
جدول زير محدوده کلاس هاي آدرس دهي براي مشخصه ميزبان را نشان مي دهد.

تعداد ميزبانان	آخرين مشخصه ميزبان	اولين مشخصه ميزبان	کلاس
16,777,214	w.255.255.254	w.0.0.1	A
65,534	w.x.255.254	w.x.0.1	B
254	w.x.y.254	w.x.y.1	C

در بخش دوم اين مقاله به بررسي Subnets و Subnet Mask ، خواهيم پرداخت