Internetprotokol

Funktion

Internetprotokollen overfører oplysninger fra en kildecomputer til en destinationscomputer. Den sender disse oplysninger i form af pakker.

Der findes to versioner af Internetprotokollen, som er i brug i øjeblikket: IPv4 og IPv6, hvor IPv4 er den mest anvendte version. IP giver også computere en IP-adresse til at identificere hinanden, ligesom en typisk fysisk adresse.

IP er den primære protokol i Internet Layer of the Internet Protocol Suite, som er et sæt kommunikationsprotokoller bestående af syv abstraktionslag (se OSI-modellen),

IP's hovedformål og -opgave er at levere datagrammer fra kildeværten (kildecomputeren) til destinationsværten (modtagercomputeren) på grundlag af deres adresser. For at opnå dette omfatter IP metoder og strukturer til at indsætte tags (adresseoplysninger, som er en del af metadata) i datagrammer. Processen med at sætte disse tags på datagrammer kaldes indkapsling.Tænk på en anologi med postvæsenet. IP svarer til det amerikanske postvæsen, idet det gør det muligt for en pakke (et datagram) at blive adresseret (indkapsling) og sendt ind i systemet (internettet) af afsenderen (kildeværten). Der er dog ingen direkte forbindelse mellem afsender og modtager. 

Pakken (datagrammet) er næsten altid opdelt i stykker, men hvert stykke indeholder adressen på modtageren (destinationsværten). Til sidst ankommer hver enkelt del til modtageren, ofte ad forskellige ruter og på forskellige tidspunkter. Disse ruter og tidspunkter er også bestemt af postsystemet, som er IP. Postsystemet (i transport- og applikationslagene) sætter dog alle delene sammen igen, inden de leveres til modtageren (destinationsværten).

Bemærk: IP er faktisk en forbindelsesløs protokol, hvilket betyder, at kredsløbet til modtageren (destinationsværten) ikke behøver at blive oprettet før transmissionen (af kildeværten). Hvis vi fortsætter analogien, behøver der ikke at være en direkte forbindelse mellem den fysiske afsenderadresse på brevet/pakken og modtageradressen, før brevet/pakken sendes.

Oprindeligt var IP en forbindelsesløs datagramtjeneste i et transmissionskontrolprogram, der blev oprettet af Vint Cerf og Bob Kahn i 1974. Da der blev anvendt format og regler for at tillade forbindelser, blev den forbindelsesorienterede Transmission Control Protocol oprettet. De to udgør tilsammen Internet Protocol Suite, der ofte kaldes TCP/IP.

Internet Protocol version 4 (IPv4) var den første større version af IP. Dette er den dominerende protokol på internettet. IPv6 er imidlertid aktiv og i brug, og dens udbredelse er stigende over hele verden.

Adressering og routing er de mest komplekse aspekter af IP. Intelligensen i netværket befinder sig imidlertid i knudepunkter (netværkets sammenkoblingspunkter) i form af routere, som videresender datagrammer til den næste kendte gateway på ruten til den endelige destination. Routerne anvender IGP'er (Interior Gateway Protocols) eller EGP'er (External Gateway Protocols) til at hjælpe med at træffe beslutninger om videresendelse af ruter. Ruterne bestemmes af routingpræfiksetet i datagrammerne. Routingprocessen kan derfor blive kompleks. Men med lysets hastighed (eller næsten) bestemmer routing-intelligensen den bedste rute, og datagrammerne og datagrammerne ankommer alle til sidst til deres destination

IP-pakker

IP-pakker eller datagram består af to dele. Den første del er headeren, som er som en etiket på en konvolut. Den anden del er nyttelasten, som er som et brev i en kuvert. Hovedet indeholder kilde- og destinations-IP-adresserne og nogle ekstra oplysninger. Disse oplysninger kaldes metadata og handler om selve pakken. At lægge data i en pakke med en header er indkapsling.

Routing

Alle computere på et netværk udfører en eller anden form for routing. Dedikerede computere taler med hinanden for at finde ud af, hvor pakker skal sendes hen. Disse computere kaldes routere og taler sammen ved hjælp af routingprotokoller.

På hvert hop på en pakkes rejse læser en computer overskriften. Computeren ser IP-destinationsadressen og finder ud af, hvor pakken skal sendes hen.

Pålidelighed

ARPANET, den tidlige forfader til internettet, blev designet til at overleve en atomkrig. Hvis en computer blev ødelagt, ville kommunikationen mellem alle de andre computere stadig fungere. Computernetværk følger stadig samme design.

Computere, der taler sammen, håndterer de "intelligente" funktioner for at forenkle computernetværk. Slutknuderne kontrollerer fejl i stedet for en central myndighed. Når de "intelligente" ting holdes på slutcomputerne eller knudepunkterne, er det i overensstemmelse med end-to-end-princippet.

Internetprotokollen sender pakker ud uden at sikre, at de kommer sikkert frem. Dette er levering efter bedste evne og er upålideligt. Pakker kan blive ødelagt, gå tabt, blive kopieret eller modtaget i forkert rækkefølge. Protokoller på højere niveau som Transmission Control Protocol (TCP) sikrer, at pakkerne leveres korrekt. IP er også forbindelsesløs, så den holder ikke styr på kommunikationen.

Internet Protocol Version 4 (IPv4) bruger en checksum til at kontrollere for fejl i en IP-header. Hver checksum er unik for en kombination af kilde og destination. En routingknude genererer en ny checksumme, når den modtager en pakke. Hvis den nye checksumme er forskellig fra den gamle, ved routingknuden, at pakken er dårlig, og den smider den ud. IPv6 antager, at en anden protokol vil kontrollere for fejl og udelader checksummen. Dette er for at forbedre ydeevnen.

Historie

I 1974 offentliggjorde Institute of Electrical and Electronics Engineers en artikel med titlen "A Protocol for Packet Network Intercommunication". I dokumentet beskrives en måde, hvorpå computere kan tale sammen ved hjælp af pakkekobling. En stor del af denne idé var "Transmission Control Program". Transmission Control Program var for stort, så det blev opdelt i TCP og IP. Denne model kaldes nu DoD Internet Model and Internet Protocol Suite, eller TCP/IP-modellen.

Versionerne 0 til 3 af IP var eksperimentelle og blev anvendt mellem 1977 og 1979.

IPv4-adresserne vil slippe op, fordi antallet af mulige adresser er begrænset. For at løse dette problem har IEEE udviklet IPv6, som har endnu flere adresser. Mens IPv4 har 4,3 milliarder adresser, har IPv6 340 undecillioner af dem. Det betyder, at vi aldrig vil løbe tør for IPv6-adresser. IPv5 var forbeholdt Internet Stream Protocol, som kun blev anvendt eksperimentelt.