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2023 iThome 鐵人賽

DAY 19
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「網路」和「網際網路」是兩個常常被混淆的詞
廣義的「網路」是指把兩個裝置相連,讓彼此可以交換資料的連接方式;「網際網路」則是多個網路連接起來的大型網路,包括公司、政府機關、學校等各組織所架設的網路連接在一起

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231004/20149362xo3croB8cW.jpg

▋網際網路的位址 - IP 位址

既然「網際網路」是由多個網路連接起來的大型網路,那麼就會有無數的電腦主機,這些主機要怎麼互相聯繫呢?
就是透過網際網路的「位址」,也就是常聽見的 IP 位址(Internet Protocol Address),又稱為「網際網路協定位址」

IP 位址就如同你家的地址,在網際網路的世界中就是一個可以用來識別的位址,辨別誰是訊息發送方,誰是接收方,例如你在搜尋引擎搜尋「明天天氣」,它會回傳結果給「你」而不是給其他人,正是因為搜尋引擎知道你的 IP 位址。此外,IP 位址是在「網路層(Network Layer)」中定義的(若不清楚網路層可參考昨天的文章),有 IPv4 和 IPv6 兩個常見的版本

項目|IPv4 | IPv6
------------- | -------------
長度 |32 bits(或四組十進位數字組成,以「點」分隔」) |128 bits(或八組十六進位數字組成,以「冒號」分隔)
發表時間|1981年(先)|1994(後)
舉例|172.16.254.1 | 2001:db8:0:1234:0:567:8:1

IP 位址的分配、發放,是由 IANA 網際網路號碼分配局(Internet Assigned Number Authority)這個組織進行管理,IANA 將 IPv4 分成好幾個段落,並將每個段落分配給不同單位來進行分配,後來陸續有許多區段的位址已經用完(地球上要連接到網路的裝置越來越多...),所以可能會需要「IP分享器」甚至考慮使用 IPv6 來解決這個問題,如果對「IP分享器」有興趣的可以參考這篇文章

總之,由於 IPv4 的不敷使用(於2011年用盡),促使了 IPv6 的出現,有些網路服務業者也預計未來會將部分網路漸漸改用 IPv6 的網路位址
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231004/20149362vjXxlL67qM.png

▋IP 位址的分類

前面提到 IP 位址可以加以分段,分段的方式有兩種:

  1. 依據「特定段落」分段(Class)
    Ipv4 依此方式可以區分為 A ~ E 共五種類別,如下圖
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20231004/20149362JzgNOSlOn0.png
    圖片來源

A、B、C 三段主要作為「一般用途」,D 為 群體廣播,E 則是保留區段。在 A、B、C 三段裡,又取出數個區段來作為私有網路使用的位址,「私有IP位址」無法透過網際網路作為識別,任何人都可在區域網路下使用這些位址作為內部連線,像是你的家庭網路。私有IP和公有IP的差別如下:

項目 私有IP 公有IP
應用範圍 用於私人網路 用於整個網際網路
是否可在網路上識別
唯一性 僅在區域網路上唯一 全球唯一
分配者 網路管理員或設備分配 由 ISP(網際網路服務供應商)分配
  1. 依據「不特定段落」分段(Classless)
    由於使用 class A ~ class E 分段的方式過於籠統,實務上通常都是採取「不特定段落」分段
    每一個區段會以「網路識別碼/網路位址」(network ID)和「子網路遮罩」(netmask)來定義,「子網路遮罩」的結構組成和 IP 位址的格式、位元數、表示法皆一樣

PS 透過 IP 分享器的位址通常為 10 或 192.168 開頭

▋VPN(Virtual Private Network)

VPN 又叫「虛擬私人網路」,為資料建立「加密」通道來重新路由(routing) 所有的線上活動,在通道中的資料都會受到保護,且可以隱藏你的 IP 位址,繞過地區性的網路限制,保護網路連線,讓受到駭客、網際網路服務供應商(ISP)和其他第三方的影響降至最低,一般公司也會有自己的 VPN 來保護資料

▋總結

如果沒有IP位址,我們就無法知道哪個裝置是傳送方、接收方。 但一體兩面,標示網路位址的技術也是有其危險性,每當你瀏覽網站、發送電子郵件或在網上做任何事情時,你的 IP 位址都會被分享出去,是可以用它來追蹤你的所有線上活動的

▋參考資料

  1. IP位址與網域名稱
  2. 什麼是 IP 位址
  3. VPN

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