كيف ولماذا جميع الأجهزة في منزلك مشاركة عنوان IP واحد

إذا كنت مثل معظم الأشخاص ، فسيقوم مزود خدمة الإنترنت بتسليمك عنوان بروتوكول إنترنت واحد ويشاركه الموجه بين جميع الأجهزة المتصلة في منزلك.

هذا في الواقع ينتهك مبدأ نهاية إلى نهاية ، والتي تم تصميم الإنترنت حولها. ومع ذلك ، لا يوجد سوى عدد كبير من عناوين IP للتجول - نحن ننفد.

عناوين IP العامة هي مورد محدود

هناك أقل من 4.2 مليار عنوان IP IPv4 متاح. بعبارة أخرى ، هناك أجهزة متصلة على كوكب الأرض أكثر من وجود عناوين IP فريدة وعامة لهم. ينفد الإنترنت من عناوين IPv4 ، على الرغم من أننا نقوم بترشيدها.

فبدلاً من قيام مزود خدمة الإنترنت الخاص بك بتعيين عنوان IP عام فريد لكل جهاز في منزلك - ستحتاج إلى عنوان IP إضافي في كل مرة تقوم فيها بشراء جهاز كمبيوتر أو جهاز لوحي أو هاتف ذكي أو وحدة تحكم ألعاب جديدة أو أي شيء آخر - يعينك موفر خدمة الإنترنت بشكل عام عنوان IP واحد.

عناوين IP العامة مقابل عناوين IP الخاصة

يكون الموجه متصلاً بالإنترنت مباشرةً ، ويتم تعيين عنوان IP العام الخاص بك (والذي قد يتغير بمرور الوقت). يعد جهاز التوجيه الخاص بك مسؤولاً عن مشاركة عنوان IP العام الخاص بك بين أجهزة الكمبيوتر الأخرى والأجهزة المتصلة في منزلك.

يقوم الموجه الخاص بك بتعيين عناوين IP المحلية للأجهزة المتصلة. هذا يتيح لهم التواصل فيما بينهم من وراء الموجه في منزلك. ومع ذلك ، لا يمكن الوصول إلى عناوين IP المحلية هذه من الإنترنت. بمعنى آخر ، قد يكون عنوان IP العام الخاص بك شيئًا مثل 23.24.35.63. يمكن لأي شخص على الإنترنت محاولة الاتصال بهذا العنوان ، وسيصل إلى جهاز التوجيه الخاص بك. قد يكون عنوان IP الخاص بجهاز الكمبيوتر الخاص بك شيئًا مثل 192.168.1.100. عندما يحاول شخص ما على الإنترنت الاتصال بهذا العنوان ، سيبحث الكمبيوتر عن العنوان 192.168.1.100 على شبكته المحلية.

إذا كان هذا مربكًا بعض الشيء ، فحاول التفكير في مبنى إداري. قد يكون عنوان مبنى المكتب هو 500 Fake Street، Fake Town، USA. يمكن لأي شخص إرسال بريد إلى هذا العنوان من أي مكان في العالم - وهذا العنوان مساوٍ لعنوان عام. قد يكون مكتب في مبنى المكاتب هو "Room 203." مثل عناوين IP المحلية ، "Room 203" ليس عنوانًا فريدًا من نوعه عالميًا - فهو يُستخدم في العديد من المباني المكتبية. لا يمكنك إرسال البريد مباشرة إلى غرفة 203 إذا كنت تعيش على الجانب الآخر من العالم. عليك أن تعالج البريد إلى مبنى المكتب نفسه.

ترجمة عنوان الشبكة (NAT) وإعادة توجيه المنفذ

عندما تتصل بشيء ما على الإنترنت - وهو موقع على شبكة الإنترنت ، على سبيل المثال - يرسل جهاز الكمبيوتر الخاص بك الحزم عبر جهاز التوجيه الخاص بك. يقوم الموجّه بتعديل الحزم وتعيين منفذ فريد لكل اتصال صادر على الموجّه. عندما يرسل موقع الويب أو الخادم الآخر البيانات إليك ، فإنه يرسل البيانات مرة أخرى إلى هذا المنفذ المحدد ، ويدرك الموجه أنه يجب عليه إرسال البيانات مرة أخرى إلى نفس الجهاز الذي بدأ الاتصال الأصلي. هذه هي الطريقة التي تتعامل بها أجهزة التوجيه مع حركة مرور الإنترنت لأجهزة كمبيوتر متعددة في وقت واحد باستخدام عنوان IP واحد وتعرف أين يجب أن تسير كل حركة المرور.

ومع ذلك ، يمكن أن ينهار هذا عند التعامل مع حركة المرور الواردة غير المطلوبة. على سبيل المثال ، إذا حاول شخص ما الاتصال بعنوان IP الخاص بالموجّه من تلقاء نفسه ، فلن يكون لدى الموجّه أي فكرة عن المكان الذي يجب عليه إرسال تلك الحركة إليه. كل ما يمكن أن يفعله جهاز التوجيه الخاص بك هو أخذ حركة المرور وتجاهله. وهذا يعني بالضرورة أن جهاز التوجيه يعمل كنوع من جدار الحماية ، مع تجاهل حركة المرور الواردة غير المطلوبة.

إذا كنت ترغب في تلقي هذه الحركة الواردة ، فيمكنك إعداد إعادة توجيه المنفذ على جهاز التوجيه الخاص بك. على سبيل المثال ، يمكنك إخبار جهاز التوجيه الخاص بك بأنك تقوم بتشغيل خادم Minecraft على المنفذ 25565 على عنوان IP محلي محدد. عندما يتلقى جهاز التوجيه الخاص بك اتصالاً على المنفذ 25565 ، فإنه يعلم أنه يجب تمرير ذلك المرور إلى عنوان IP المحلي الذي حددته. هذا هو السبب في أن إعادة توجيه المنفذ ضروري للتطبيقات التي تعمل كمخدمات واستقبال حركة مرور غير مطلوبة من خارج الشبكة المحلية.

اثنين من العقود الآجلة المحتملة

كما ذكرنا أعلاه ، فإننا نفاد عناوين IP IP4 على الرغم من التقنين. على المدى الطويل ، نأمل أن يكون لكل جهاز عنوان IP خاص به. على المدى القصير ، قد لا يكون لديك عنوان IP عام واحد خاص بك.

• عناوين IPv6 لكل جهاز: IPv4 لديها أقل من 4.2 مليار عنوان ، ولكن IPv6 يمكن أن تقدم 2¹²⁸ ممكن عناوين IP. يمكن أن يساعدنا Wolfram Alpha في وضع هذا العدد الهائل في المنظور: هذا هو 340282366920938463463374607431768211456 عناوين IP مختلفة ، أو حوالي 5010000000000000000000000000000 عناوين IP فريدة لكل شخص على هذا الكوكب. بمجرد أن تصبح IPv6 أكثر انتشارًا وتحل محل IPv4 ، يمكننا تعيين عنوان IP فريد لكل جهاز متصل على الإنترنت.
• شركة الخطوط الجوية الأمريكية: على المدى القصير ، يناضل بعض مزودي خدمات الإنترنت لتقديم عناوين IPv4 لعملائهم. يُعتبر NAT المزود بشبكة الاتصال هو حل مقترح يبحث عنه بعض مزودي خدمات الإنترنت. وسيحتفظ مزود خدمة الإنترنت (ISP) باستخدام NAT للناقل العام بعناوين IP العامة الخاصة به. ستستخدم NAT (مثل جهاز التوجيه المنزلي الخاص بك) لتوزيع عناوين IP المحلية لجميع عملائها. لن يكون لدى العملاء عنوان IP عام فريد خاص بهم على الإنترنت ولن يكونوا قادرين على استخدام برنامج الخادم الذي يتطلب إعادة توجيه المنفذ أو الاتصالات المباشرة.

لم يتم تصميم الإنترنت مطلقًا للعديد من الأجهزة المتصلة ، كما أن أجهزة التوجيه المنزلية المزودة بتقنيات NAT هي السبب الوحيد الذي يجعلنا قادرين على توصيل العديد من الأجهزة دون الانتقال إلى IPv6.

Image Credit: مات J Newman على Flickr ، Bob Mical على Flickr ، webhamster على Flickr ، Jemimus على Flickr