Internetiprotokoll

See artikkel räägib konkreetsest protokollist. Kõikide internetiprotokollide kohta vaata artiklit Internetiprotokollistik.. Teiste tähenduste kohta vaata lehekülge Internetiprotokoll (täpsustus).

---

Internetiprotokoll(ingl. Internet Protocol, IP) on peamine sideprotokoll ehk reeglistik, mida järgitakse andmepakettide saatmisel võrguseadmete vahel, mis on kasutuselt Internetis. Võib öelda, et internetiprotokoll on interneti selgroog – see defineerib viisi, kuidas grupp eraldiseisvaid võrke saavad töötada üksteisega, et luua globaalne võrk ehk Internet. Internetiporotokolli funktsioon leitutati 1970-ndatel, kuid internetiprotokoll ise ametlikult avaldati 1981.

Internetis ning teistes võrkudes kasutatakse internetiprotokolli koos paljude teiste protokollidega, muuhulgas TCP, UDP ning ICMP protokollidega. Järgnevas tabelis toodud enamus enimlevinud protokollid.

IP ehk Internetiprotokolli ülesanne on toimetada ühe hosti poolt väljasaadetavad andmepaketid teise hostini kasutades kõigest IP aadressi, mis asub andmepaketi päises. IP aadress on iga hosti jaoks unikaalne. Sellise ülesande täitmiseks defineerib IP andmepakettide ehituse, millega andmeid transporditakse. Samuti määrab IP ära ka meetodid, kuidas andmepakettidele lisatakse andmeid saatva hosti ning andmeid vastuvõtva hosti informatsioon.

Esimene laialtkasutatav versioon IP-st oli IPv4 (Internet Protocol Version 4), mille IP aadressi pikkuseks oli 32bitti ehk 4 baiti. Uuem IP protokolli versioon IPv6 omab 128 bitist IP aadressi ning see loodi asendamaks IPv4, kuna IPv4 korral ei jätku unikaalseid IP aadresse kiire võrguseadmete arvu kasvu tõttu. IP on kasutusel ka kohtvõrkudes, mitte üksnes Internetis.

Internetiprotokolli eesmärk

Internetiprotokolli funktsioon või eesmärk on liigutada andmepakette läbi vastastikuselt seotud võrkude komplektiga. Eesmärgi täitmiseks liigutatakse datagram-e ühest internetimoodulist teise kuni sihtkohta jõudmiseni. Internetimoodulid asuvad hostides ning gateways interneti süsteemis. Paketid saadetakse ühest internetimoodulist teise läbi individuaalsete võrkude IP aadressi alusel. Seetõttu on internetiprotokolli aadress (IP aadress) tähtis internetiprotokolli mehhanism, mille abil pakette edastada. Andmete edastamisel ühest internetimoodulist teise võib juhtuda olukord, kus andmepaketid on suuremad, kui mõne võrgu maksimaalne paketisuuruse läbilaskevõime. Selleks on internetiprotollil mehhanism, mis tükeldab paketid, et suudetaks see siiski kohale toimetada.

Adresseerimine

Eraldatatakse nimesid, aadresse ja teekondi. Nimi näitab, mida otsime. Aadress näitab, kus see otsitav info asub. Teekond näitab, kuidas sinna asukohta jõuda. Internetiprotokoll tegeleb peamiselt aadressidega. Rakenduste protokollide ülesandeks on vastandada nimed aadressidele. Internetimoodulid seavad kohtvõrkude aadressid interneti aadressidele. Gateway-de protseduuride ülesandeks on vastandada kohtvõrkude aadressid teekondadeks. Internetiprotokolli aadressidel on kindel pikkus – neli oktetti ehk 32 bitti. IP aadress algab võrgu numbriga, sellele järgneb kohtvõrgus talle vastav aadress. Eristatakse kolme erinevat internetiprotokolli formaati või klassi – A,B ja C.

SIIA TULEB KLASSIDES JOONIS

Paketi tükkideks jagamine

Kui võrk, kust pärineb andmepakett, lubab suuremat paketisuurust kui võrk, kuhu andmepakett saadetakse, siis tuleb pakett tükkideks jagada ehk fragmenteerida. Andmepaketile saab märkida „mitte fragmenteerida“ – see tähendab, et kui oleks sellist andmepaketti vaja fragmenteerida, siis fragmenteerimise asemel selle andmepaketi saatmine hoopiski tühistatakse. Andmepakettide fragmenteerimine ja uuestikoostamine protseduur peab olema suuteline tükeldama andmepakett suvaliseks arvuks tükkideks, mille saab hiljem uuesti kokku panna. Andmepaketi vastuvõtja kasutab tuvastuslahtrit, et tagada samade andmepakettide tükkide kokku kogumine. Andmepaketi tükeldatud tükkide positsiooni andmepaketis määratakse tüki nihke(offset) välja abil. Andmepaketi tüki nihe(offset) ja pikkus määravad ära selle tüki osakaalu kogu andmepaketis. Lahter Flags määrab ära viimase andmepaketi tüki. Tänu eespool nimetatud väljadele on internetiprotokollil piisavalt andmeid, et andmepakett uuesti kokku koguda.

Andmepaketi ehitus

Andmepakett koosneb päisest ning saadetisest. Päis sisaldab allika aadressi, sihtkoha aadressi ja muid andmeid, mis aitavad andmepaketti kohale toimetada. Saadetis sisaldab andmeid, mida tahetakse edastada. Paremal joonisel näha andmepaketi ehitus ning vasakul detailne päise ehitus.

Sample encapsulation of application data from UDP to a Link protocol frame

Turvalisus

Internetiprotokolli turvamiseks kasutatakse IPsec-i. IPsec on internetiprotokolli turvamiseks loodud teenuste ja protokollide kogum, mis pakub täit turvalahendust IP võrgule. Teenuste ja protokollimise kombineerimise teel tagatakse mitmed erinevad turvameetmed. Kuna IPsec töötab samal tasandil IP-ga, saab rakendada IPsec-i poolt pakutavaid turvameetmeid kõrgemal tasandil olevatele TCP/IP rakendustele ilma lisaturvameetmeid kasutamata. Mõned turvameetmed, mida IPsec pakub:

• Kasutaja andmete krüpteerimine privaatsuse tagamiseks
• Saadetavate andmete terviklikkuse kontrollimine kaitsmaks andmete muutmiste saatmise ajal
• Kaitse teatud tüüpi rünnakute eest

IPsec koosneb mitmest komponendist, kuid kaks põhilist on järgmised:

• IPsec Autentimispäis (ingl. IPsec Authentication Header). See protokoll tagab IPsec-ile autentimisteenused, mis lubavad andmete saajal veenduda selles, et saadetud andmed on tõesti pärit saatjalt, kellelt andmete saaja andmeid ootas. Lisaks eelnevale lubab see teenus veenduda andmete saajal selles, et andmeid pole ennem vastuvõtmist muudetud kellegi kolmanda osapoole või seadme poolt ning kaitseb andmete saajat „replay“ rünnakute eest, mis tähendab andmete kinnipüüdmist kolmanda osapoole poolt ja andmete kinnipüüdja poolt uuesti saatmist.
• Turvaline andmekapseldus (ingl. Encapsulating Security Payload). Kui IPsec Autentimispäis tagas andmete terviklikkuse, siis ESP (Encapsulating Security Payload) tagab andmete privaatsuse IP andmepaketi saadetise krüpteerimisega.

IPsec on ühilduv nii IPv4, kui ka IPv6-ga

Joonisel IPsec turvalisusprotokollide komplekti osad

Ajalugu

Kuna internetiprotokoll on kogu TCP/IP alustala, oleks iseenesestmõistetav, et IP loodi kõige esimesena. Kuid internetiprotokolli loomine ei ole päris standartne. Selle funktsioon defneeriti protokolli valmimisel, kuigi internetiprotokolli kui sellist, veel ei oldud defineeritud. IP väljaarenemise puhul tuleb märkida, et algselt oli internetiprotokoll TCP üks osa. Ametlik versioon IP-st arendati välja 1970-ndatel, kui TCP ja IP eraldati üksteisest – TCP pandi neljandale kihile ning IP kolmandale. Oluline verstapost IP arengus oli RFC 791, internetiprotokolli, loomine 1981. aastal. See standard defineeris IP põhifunktsioonid ning selle karakteristiku.

Internetiprotokoll, mis defineeriti RFC 791 standardiga, oli esimene laialtkasutatav IP versioon. Kuigi see oli esimene, on see siiski nimega IPv4. Ehk esimeseks versiooniks oligi 4-s versioon, eelnevalt polnud IP versioone. Kuna IP sai eraldiseisvaks siis, kui see eraldati TCP-st. Ennem oli TCP-l kolm varasemat versiooni. IPv4 on tänapäevani enimkasutatud IP versioon. Kuigi IPv4 oli algselt disainitud väga väikses osas praegusest interneti suurusest, on see üllatavalt võimeline. Mõningad lisandid ja muudatused on tehtud, kuidas IP-d kasutatakse tänapäeval, kuid IP tuumaks olev protokoll on jäänud samaks, milline see oli 1980-ndatel. Kuna millegi fundamentaalse nagu IP muutmine nõuab väga suurt arendustööd ning muudatuste elluviimine on raskendatud, ongi IP jäänud samaks. Kuna IPv4 saab varustada internetti umbes 4,3 x 10^9 aadressiga, siis oli vaja uut IP versiooni, mis suudaks varustada suurema arvu aadressidega. IP uus versioon 6 lubab kasutada 3,4 x 10^38 aadressi.