Jak a proč všechny zařízení ve vašem domě sdílejte jednu adresu IP

Pokud jste jako většina lidí, poskytovatel internetových služeb vám odešle jednu adresu internetového protokolu a váš směrovač sdílí mezi všemi připojenými zařízeními ve vaší domácnosti.

To skutečně porušuje zásadu konce-konce, kterou byl internet navržen. Existuje ovšem jen tolik IP adres, které se mají obejít.

Veřejné adresy IP jsou omezené prostředky

Existuje méně než 4,2 miliardy dostupných IPv4 adres IP. Jinými slovy, na planetě existuje více propojených zařízení, než jsou pro ně jedinečné veřejné adresy IP. Internet používá adresy IPv4, a to i přesto, že je rozdělujeme.

Spíše než váš poskytovatel internetových služeb, který přiřazuje každému zařízení ve vaší domácnosti jedinečnou veřejnou adresu IP - potřebujete další adresu IP pokaždé, když zakoupíte nový počítač, tablet, smartphone, herní konzolu nebo cokoliv jiného - jednu IP adresu.

Veřejné vs. soukromé adresy IP

Váš směrovač je připojen přímo k Internetu a je přiřazena vaše veřejná IP adresa (což se může časem měnit). Váš směrovač pak odpovídá za sdílení veřejné adresy IP mezi ostatními počítači a připojenými zařízeními ve vašem domě.

Router přiřadí lokálním adresám IP připojeným zařízením. To jim umožňuje komunikovat mezi sebou za směrovačem ve vašem domě. Tyto lokální adresy IP však nejsou přístupné z Internetu. Jinými slovy, vaše veřejná IP adresa může být něco jako 23.24.35.63. Kdokoliv na Internetu se může pokusit připojit k této adrese a dostali se k routeru. Soukromá IP adresa počítače může být něco jako 192.168.1.100. Když se někdo na Internetu pokusí připojit k této adrese, jejich počítač vyhledá adresu 192.168.1.100 v místní síti.

Pokud je to trochu matoucí, zkuste přemýšlet o administrativní budově. Adresa kancelářské budovy může být 500 Fake Street, Fake Town, USA. Kdokoliv může odesílat poštu na tuto adresu z libovolného místa na světě - tato adresa odpovídá veřejné adrese. Kancelář v kancelářské budově by mohla být "Pokoj 203". Stejně jako místní IP adresy, "Pokoj 203" není celosvětově jedinečná adresa - používá se v mnoha kancelářských budovách. Nemůžete adresovat poštu přímo do místnosti 203, pokud žijete na druhé straně světa. Musíte adresovat poštu přímo do kancelářské budovy.

Přenos síťových adres (NAT) a přesměrování portů

Když se k něčemu připojíte na internetu - např. Na webových stránkách - váš paket odesílá router. Váš směrovač upravuje pakety a přiřadí každému odchozímu připojení na směrovači jedinečný port. Když web nebo jiný server odešle data zpět, odešle data zpět na daný port a váš směrovač ví, že by měl odeslat data zpět na stejné zařízení, které zahájilo původní připojení. Takto routery zpracovávají internetový provoz pro více počítačů najednou pomocí jediné IP adresy a vědí, kde by měla jít veškerá komunikace.

To však může narušit při řešení nevyžádané příchozí dopravy. Pokud se například někdo pokusí připojit k adrese IP směrovače samo od sebe, váš směrovač nemá tušení, kam by měl odeslat tuto návštěvnost. Celý váš směrovač může provést provoz a vyřadit ho. To v podstatě znamená, že váš směrovač působí jako druh firewallu, čímž odmítá nevyžádanou příchozí komunikaci.

Chcete-li přijímat tuto příchozí komunikaci, můžete nastavit přesměrování portů na směrovači. Můžete například řídit směrovači, že používáte server Minecraft na portu 25565 na určité místní adrese IP. Když váš směrovač získá spojení na portu 25565, ví, že by měl přenést tuto návštěvnost na místně zadanou adresu IP. Právě proto je přesměrování portů nezbytné pro aplikace, které fungují jako servery, a přijímá nevyžádanou příchozí návštěvnost mimo místní síti.

Dvě možné budoucnosti

Jak jsme již zmínili, dochází nám i přes adresové IP adresy IPv4. Z dlouhodobého hlediska bude mít každé zařízení svou vlastní IP adresu. V krátkodobém horizontu nemusí mít ani jednu vlastní veřejnou IP adresu.

• Adresy IPv6 pro každé zařízení: IPv4 má méně než 4,2 miliardy adres, ale IPv6 může nabídnout 2¹²⁸ možné adresy IP. Wolfram Alpha nám může pomoct umístit toto velké číslo v perspektivě: To je 340282366920938463463374607431768211456 různé adresy IP, nebo asi 50100000000000000000000000000 jedinečných IP adres pro každou osobu na planetě. Jakmile se rozšíří protokol IPv6 a nahradí protokol IPv4, mohli bychom každému připojenému zařízení přiřadit jedinečnou adresu IP na internetu.
• Nosiče NAT: V krátkodobém výhledu se někteří poskytovatelé internetových služeb snaží poskytovat svým zákazníkům adresy IPv4. Dopravní stupeň NAT je navrhovaným řešením, které hledají někteří ISP. ISP, který využívá síť NAT, bude udržovat své veřejné adresy IP pro sebe. Bude to používat NAT (jako váš domácí směrovač dělá) rozdávat lokální IP adresy všem svým zákazníkům. Zákazníci by neměli na internetu jedinečnou veřejnou IP adresu a nebyli by schopni používat serverový software, který vyžaduje přesměrování portů nebo přímé připojení.

Internet nebyl nikdy určen pro tolik připojených zařízení a domácí směrovače s technologiemi NAT jsou jediným důvodem, proč můžeme připojit tolik zařízení bez migrace na protokol IPv6.

Image Credit: Matt J Newman na Flickr, Bob Mical na Flickr, webkamery na Flickru, Jemimus na Flickr