Verkon osoitteet

Kuuntele tämä osuus:

Verkon kaikilla laitteilla on omat IP-protokollan mukaiset osoitteensa eli IP-osoitteet. Osoite voi olla kiinteä eli aina samana pysyvä, tai se voidaan määrittää dynaamisesti verkon reitittimistä käsin käyttäen tähän kehitettyä protokollaa, DHCP:tä (Dynamic Host Configuration Protocol). IP-osoitteen avulla laitteet voivat löytää toisensa verkossa riippumatta laitteiden fyysisestä etäisyydestä. 

IPv4 on IP-protokollan neljäs versio, joka on ollut käytössä vuodesta 1982. Sen mukaisesti liikkuu yhä suurin osa internetin liikenteestä. Tyypillinen IPv4-osoite on neljän oktetin yhdistelmä, jossa kahdeksan bittiä sisältävät oktetit (kymmenlukujärjestelmässä arvoltaan 0-255) erotetaan pisteillä. Kymmenlukujärjestelmään muunnettuna osoite näyttää siis esimerkiksi tältä: 

210.23.74.125 

Osoitteen esittämiseen käytettävät 32 bittiä asettavat rajoituksen osoiteavaruuden koolle. Tämä tarkoittaa teoriassa noin 4,3 miljardia (4,3 · 10⁹) verkon solmua eli erilaista IPv4-osoitetta laitteille. Käytännössä osa osoitteista on kuitenkin varattu erityistarkoituksiin. Toisaalta useita laitteita voidaan myös ”piilottaa” yhden osoitteen taakse, jolloin verkkoon yhteydessä olevien laitteiden määrää voidaan kasvattaa.

Internetin laajentuessa huomattiin pian, että tulevaisuudessa IPv4-osoitteet väistämättä loppuvat, sillä internetiin liitetään uusia laitteita yhä kiihtyvään tahtiin, eikä tälle kehitykselle ole nähtävissä käännettä. Työtä ongelman ratkaisemiseksi on tehty pitkäjänteisesti ja ennakoiden, sillä  protokollan uudempi versio IPv6 on esitelty jo vuonna 1995. Myös protokollan käyttöönotto on ollut pitkällinen prosessi, joka on ollut käynnissä 2000-luvun ensimmäiseltä vuosikymmeneltä asti.

IPv6:ssa käytetään 128 bittiä esittämään verkon yksittäisiä osoitteita. Tämä osoite jaetaan kahdeksaan heksadesimaalinumeroiden ryhmään, jotka erotellaan kaksoispisteillä. Heksadesimaalijärjestelmän kantalukuna on 16, joita merkitään numeromerkkien 0-9 lisäksi kirjainmerkeillä a-f. IPv6-osoite näyttää siis esimerkiksi tältä: 

2001:cdba:0000:0000:0000:0000:3257:af52 

Osoitteeseen käytettävien bittien määrän kasvattamisen johdosta IPv6-osoiteavaruus on niin suuri, että se ei lopu kesken nähtävissä olevassa tulevaisuudessa. Teoriassa verkossa voisi olla jopa 340 sekstiljoonaa (340 · 10³⁶) laitetta!

Nimipalvelu – ihmisille näkyvät osoitteet 

Kun avaat laitteesi selaimen ja kirjoitat osoiteriville vaikkapa tämän verkkokurssien osoitteen (esim. https://onlinecourses.jyu.fi/), laitteesi esittää pyynnön internet-palveluntarjoajallesi. Tarkemmin ottaen tämä pyyntö ohjautuu erityiselle nimipalveluserverille, jonka kautta löytyy verkkokurssisivun varsinainen IP-osoite. Näin sinun ei tarvitse tietää kurssin palvelimen IP-osoitetta saavuttaaksesi tämän sisällön.  

Domain Name System (DNS) on internetin nimipalvelujärjestelmä, joka muuntaa ihmisen ymmärtämän ”selkokielisen” verkkotunnuksen koneen ymmärtämäksi IP-osoitteeksi. Nimipalvelujärjestelmään kohdistuvat vikatilanteet estävät pääsyn halutulle verkkosivulle tai palvelimelle, koska selaimelta pyydetty selkokielinen osoite ei enää yhdisty oikeaan IP-osoitteeseen. Jos tietäisimme palvelimen todellisen IP-osoitteen, voisimme kuitenkin yhä päästä haluamallemme verkkosivulle. Nimipalvelujärjestelmää voi siis ajatella hieman kuin älypuhelimen osoitekirjana, jonne tallentuvat kaikki puhelinnumerot, joita emme pysty muistamaan.