ملخص عناوين IP وأسماء النطاقات — أولى ثانوي

مقدمة

الوحدة الثامنة: الشبكات — الموضوع 8-2

لكي يصل الخطاب إلى بيتك يحتاج ساعي البريد إلى عنوان دقيق. وكذلك لكي تصل البيانات عبر الإنترنت إلى جهازك، يحتاج كل جهاز إلى عنوان فريد يسمى عنوان IP. لكن هذه العناوين أرقام صعبة الحفظ، ولذلك نستخدم أسماء سهلة مثل zakermasr.com. فكيف يترجم الإنترنت الاسم إلى رقم؟

أهداف التعلم

أن تعرّف عنوان IP وتصف صيغة IPv4.
أن تحول كتلة من عنوان IPv4 بين الصورتين العشرية والثنائية.
أن تفرق بين عنوان IP العام والخاص.
أن تفسر سبب الانتقال من IPv4 إلى IPv6.
أن تعرّف اسم النطاق ودور نظام DNS.

شرح الدرس

عنوان IP

عنوان IP (IP address) رقم تعريفي فريد يُعطى لكل جهاز متصل بالإنترنت. وتسمى طريقة تمثيله بالنظام الثنائي في الإصدار الرابع IPv4:

يتكون من 32 بت مقسمة إلى أربع كتل كل منها 8 بت.
تُكتب كل كتلة بالنظام العشري من 0 إلى 255، وتُفصل الكتل بنقاط.

مثال: العنوان 192.168.1.10:

الكتلة	عشري	ثنائي
الأولى	192	11000000
الثانية	168	10101000
الثالثة	1	00000001
الرابعة	10	00001010

لماذا أكبر قيمة 255؟ لأن أكبر عدد يُكتب بـ 8 بت هو $(11111111)_2 = 255$ .

العنوان العام والخاص

عنوان IP العام (Global IP): يُستخدم على الإنترنت، وهو فريد على مستوى العالم.
عنوان IP الخاص (Private IP): يُستخدم داخل شبكة محلية (LAN)، مثل أجهزة منزلك، ويمكن تكراره في شبكات محلية أخرى.

مشكلة نفاد عناوين IPv4

عدد عناوين IPv4 الممكنة $2^{32}$ ، أي نحو 4.3 مليار عنوان فقط. ومع الانتشار السريع للإنترنت والهواتف والأجهزة الذكية نفدت تقريبًا العناوين المتاحة، لذلك يجري الانتقال إلى IPv6 الذي يستخدم 128 بت، فيوفر عددًا هائلًا من العناوين ( $2^{128}$ ).

اسم النطاق ونظام DNS

اسم النطاق (Domain name): سلسلة من الحروف تُعطى لتجعل عنوان IP الرقمي أسهل في الفهم والتذكر للبشر، مثل zakermasr.com.
DNS (نظام أسماء النطاقات): نظام يربط أسماء النطاقات بعناوين IP والعكس، ويقوم بهذا الدور خادم DNS.

عندما تكتب اسم موقع في المتصفح، يسأل جهازك خادم DNS: “ما عنوان IP لهذا الاسم؟”، فيرد بالعنوان الرقمي، ثم يتصل المتصفح بالخادم على هذا العنوان. وهو يشبه دليل الهاتف: تبحث بالاسم فتحصل على الرقم.

أمثلة وتطبيقات

مثال 1: حوّل الكتلة $172$ إلى الثنائي: $172 = 128 + 32 + 8 + 4$ ، أي $(10101100)_2$ .

مثال 2: حوّل الكتلة $(11111110)_2$ إلى العشري: $255 - 1 = 254$ .

مثال 3: هل العنوان 192.168.1.300 صالح في IPv4؟ لا؛ لأن الكتلة الرابعة 300 أكبر من 255.

مثال 4: أجهزة منزلك (الهاتف والحاسوب والتلفاز الذكي) لها عناوين خاصة مثل 192.168.1.5، بينما يظهر المنزل كله للإنترنت بعنوان عام واحد يحصل عليه الراوتر من مزود الخدمة.

ملاحظات مهمة

كل كتلة في IPv4 من 0 إلى 255 فقط؛ أي رقم أكبر يجعل العنوان غير صالح.
العنوان الخاص لا يُستخدم مباشرة على الإنترنت.
اسم النطاق لا يُغني عن عنوان IP؛ فالأجهزة تتواصل بالعناوين، والأسماء للبشر.

المفاهيم الأساسية

عنوان IP: رقم فريد لكل جهاز متصل بالإنترنت.
IPv4: 32 بت في أربع كتل، كل كتلة 8 بت من 0 إلى 255.
العنوان العام للإنترنت، والخاص للشبكة المحلية.
نفاد عناوين IPv4 أدى إلى الانتقال إلى IPv6 (128 بت).
اسم النطاق يسهل التذكر، وDNS يترجمه إلى عنوان IP والعكس.

ملخص الدرس

يحصل كل جهاز على الإنترنت على عنوان IP فريد، يُكتب في IPv4 بأربعة أعداد من 0 إلى 255 تمثل 32 بت. وتُستخدم العناوين العامة على الإنترنت والخاصة داخل الشبكات المحلية، وبسبب نفاد عناوين IPv4 ننتقل إلى IPv6. ولأن الأرقام صعبة التذكر نستخدم أسماء النطاقات التي يترجمها نظام DNS إلى عناوين IP.

أسئلة للتدريب

عرّف عنوان IP، ومم يتكون عنوان IPv4؟
حوّل العنوان 10.0.0.1 إلى الصورة الثنائية.
لماذا لا يمكن أن تزيد أي كتلة في IPv4 على 255؟
فرّق بين عنوان IP العام والخاص.
ماذا يحدث عندما تكتب اسم موقع في المتصفح؟ وما دور خادم DNS؟