RFC 791: IPv4 – Základy, ktoré musí ovládať každý CCNA | Cisco kurz

Ak sa pripravujete na certifikáciu CCNA alebo CCNP, protokol IPv4 je nevyhnutnosť. V tomto sprievodcovi rozoberieme dokument RFC 791 – základný kameň internetu. Vysvetlíme adresovanie, hlavičku IPv4 paketu, smerovanie a subnetting. Všetko jednoducho, ľudsky a s praktickými príkladmi.

Čo je RFC 791 a prečo je stále aktuálne?

RFC 791 je základná špecifikácia protokolu Internet Protocol verzie 4 (IPv4), publikovaná v septembri 1981 ako nástupca staršieho experimentálneho protokolu. Tento dokument definuje spôsob adresovania, formát IP paketov a pravidlá ich prenosu cez sieť. Aj keď bol navrhnutý pred viac ako 40 rokmi, stále tvorí základ moderného internetu.

V RFC 791 sa kladie dôraz na jednoduchosť, univerzálnosť a možnosť prenosu dát medzi rôznymi typmi sietí – od LAN až po satelitné spojenia. Špecifikácia definuje štandardnú veľkosť hlavičky, fragmentáciu, kontrolný súčet a protokolové pole, ktoré zabezpečuje kompatibilitu s TCP, UDP, ICMP a ďalšími vyššími vrstvami.

Struktúra IPv4 adresy

IPv4 adresa pozostáva z 32 bitov, ktoré sú zvyčajne rozdelené do štyroch oktetov a zapisujú sa v desiatkovej bodkovej notácii – napríklad 192.168.0.1. Každé zariadenie v sieti musí mať jedinečnú IP adresu, ktorá sa skladá z:

Network ID – identifikuje konkrétnu sieť
Host ID – určuje konkrétny uzol (zariadenie) v danej sieti

Na určenie rozsahu siete sa používa subnet maska. Napríklad maska 255.255.255.0 (alebo zápis /24) znamená, že prvých 24 bitov patrí sieti a zvyšných 8 je určených pre hosty.

Hlavička IPv4 paketu – čo sa deje v pozadí

IPv4 paket pozostáva z dvoch hlavných častí – hlavičky a dát. Hlavička obsahuje informácie potrebné pre smerovanie, fragmentáciu, kontrolu integrity a interpretáciu obsahu. Štandardná hlavička IPv4 má 20 bajtov (160 bitov), no môže byť predĺžená pomocou voliteľných polí (options).

Networking Vás výzýva!

Chcete zažiariť? Za 5 dní nadobudnete skvelé základy administrácie TCP/IP sietí, ktoré vám dajú networking skills na celý život. Stačí konať a prijať Networking výzvu a rezervovať si tento kurz

Prvá hodina zadarmo!

Ovládnite VLANy a Switche

Počítač môžete využiť aj inak ako na hry a zábavu. Poďte zarábať ako králi. Iba týždeň Vám stačí a máš skvelé základy TCP/IP networkingu nato, aby ste si napr. našli job ako jr. Networking engineer. Stačí prijať Networking výzvu

Prvá hodina zadarmo!

Hlavné polia hlavičky:

Version – číslo verzie (v prípade IPv4 = 4)
IHL – Internet Header Length – dĺžka hlavičky v 32-bitových slovách
Type of Service – preferencie pre kvalitu služby (QoS)
Total Length – celková dĺžka paketu vrátane dát
Identification, Flags, Fragment Offset – parametre fragmentácie
TTL – Time to Live – maximálny počet prechodov cez routery
Protocol – číslo protokolu vyššej vrstvy (napr. TCP=6, UDP=17)
Header Checksum – kontrolný súčet hlavičky
Source Address – IP adresa odosielateľa
Destination Address – IP adresa príjemcu

Wireshark príklad:
Internet Protocol Version 4
    Source: 192.168.1.10
    Destination: 8.8.8.8
    Time to live: 64
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x5c9a

Routing: Ako sa IP pakety dostanú do cieľa

Každý IP paket je nezávislý a smeruje sa samostatne. Routery čítajú cieľovú IP adresu a podľa svojej smerovacej tabuľky rozhodujú, ktorým smerom sa má paket vydať. Ak smer nie je známy, paket sa zahodí. Ak TTL klesne na 0, taktiež sa paket zahodí a router odošle ICMP správu späť odosielateľovi.

Cisco CLI príklad:
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1

RFC 791 definuje, že ak je paket väčší ako maximálna prenosová jednotka (MTU), musí byť fragmentovaný. Fragmenty nesú rovnaké ID, líšia sa však offsetom a flagmi.

Subnetting – základ efektívneho plánovania siete

Subnetting umožňuje rozdeliť IP priestor na menšie časti, čím zlepšíme prehľadnosť, bezpečnosť a optimalizáciu siete. Vďaka subnetom dokážeme oddeliť jednotlivé oddelenia firmy alebo segmenty siete.

Príklad subnettingu:
Sieť: 192.168.1.0/24
Rozdelenie na dve podsiete:
 - 192.168.1.0/25 (adresy .0 – .127)
 - 192.168.1.128/25 (adresy .128 – .255)

Najčastejšie otázky (FAQ)

Čo je RFC 791?
RFC 791 je dokument, ktorý štandardizuje protokol IPv4 – formát paketov, adresovanie a pravidlá doručovania.
Prečo má IPv4 obmedzený počet adries?
IPv4 má 32-bitové adresy, čo znamená maximálne 4 294 967 296 unikátnych adries. V praxi ich je menej kvôli rezervám.
Čo sa stane, ak TTL dosiahne nulu?
Router zahodí paket a odošle ICMP správu o vypršaní času odosielateľovi.
Ako viem, že bol paket fragmentovaný?
Podľa polí Flags a Fragment Offset v hlavičke paketu, ktoré identifikujú rozdelené časti.
Ktorý protokol je uvedený v poli Protocol, ak ide o HTTP komunikáciu?
HTTP beží nad TCP, takže Protocol = 6.

Top 5 zaujímavých faktov o RFC 791 a IPv4

RFC 791 vznikol v roku 1981 – a dodnes sa používa v miliardách zariadení po celom svete.
IPv4 má limit len 4,3 miliardy adries – preto vznikol IPv6 s 128-bitovým priestorom.
Fragmentácia paketov – IPv4 umožňuje rozdeliť veľké pakety na menšie fragmenty, čo nie je podporované v rovnakom rozsahu v IPv6.
Checksum len pre hlavičku – kontrolný súčet sa počíta iba pre hlavičku paketu, nie pre jeho dáta.
Možnosť rozšírenia cez voliteľné polia (options) – aj keď sú málo používané, RFC 791 umožňuje pridávať ďalšie informácie do hlavičky paketu.

Záver

RFC 791 je základný dokument pre každého sieťového technika. Popisuje, ako vyzerá a správa sa IPv4 paket, aké má pravidlá smerovania a fragmentácie. Bez jeho pochopenia je nemožné zvládnuť CCNA skúšku alebo efektívne spravovať modernú sieť.

Kurz NA0 - Administrácia LAN/WAN a návrh TCP/IP sietí - základné koncepty