เลขที่อยู่ไอพี

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

เลขที่อยู่ไอพี [1] (อังกฤษ: IP address: Internet Protocol address) หรือชื่ออื่นเช่น ที่อยู่ไอพี, หมายเลขไอพี, เลขไอพี, ไอพีแอดเดรส คือฉลากหมายเลขที่กำหนดให้แก่อุปกรณ์แต่ละชนิด (เช่นคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์) ที่มีส่วนร่วมอยู่ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์หนึ่ง ๆ ที่ใช้อินเทอร์เน็ตโพรโทคอลในการสื่อสาร [2] เลขที่อยู่ไอพีทำหน้าที่สำคัญสองอย่างได้แก่ การระบุแม่ข่ายหรือส่วนต่อประสานเครือข่าย และการกำหนดที่อยู่ให้ตำแหน่งที่ตั้ง บทบาทของมันได้บรรยายไว้ว่า "ชื่อใช้แสดงว่าเราค้นหาอะไร ที่อยู่ใช้แสดงว่ามันอยู่ที่ไหน เส้นทางใช้แสดงว่าจะไปที่นั่นอย่างไร" [3]

แต่เดิมผู้ออกแบบอินเทอร์เน็ตโพรโทคอล ได้กำหนดเลขที่อยู่ไอพีให้เป็นตัวเลข 32 บิตค่าหนึ่ง [2] ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 (IPv4) และระบบนี้ยังคงมีการใช้งานอยู่ในปัจจุบัน อย่างไรก็ดี เนื่องจากอินเทอร์เน็ตเติบโตขึ้นอย่างมหาศาล และมีการคาดการณ์ว่าเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 จะถูกใช้หมดไป เลขที่อยู่ไอพีรุ่นใหม่จึงได้พัฒนาขึ้นใน ค.ศ. 1995 คือเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6 (IPv6) ซึ่งใช้ตัวเลข 128 บิตกำหนดที่อยู่ [4] และได้ทำให้เป็นมาตรฐานใน อาร์เอฟซี 2460 เมื่อ ค.ศ. 1998 [5] ส่วนการนำมาใช้จริงนั้นเริ่มตั้งแต่กลางคริสต์ทศวรรษ 2000

เลขที่อยู่ไอพีเป็นเลขฐานสอง แต่ก็มักจะแสดงผลและเก็บบันทึกในแฟ้มข้อความด้วยสัญกรณ์ที่มนุษย์อ่านเข้าใจ ตัวอย่างเช่น 172.16.254.1 (รุ่น 4) และ 2001:db8:0:1234:0:567:8:1 (รุ่น 6) เป็นต้น

องค์การกำหนดหมายเลขอินเทอร์เน็ต (IANA) เป็นผู้ดำเนินการจัดสรรปริภูมิเลขที่อยู่ไอพีทั่วโลก และมอบอำนาจให้หน่วยงานทะเบียนอินเทอร์เน็ตประจำภูมิภาค (RIR) ทั้ง 5 เขต ทำหน้าที่จัดสรรกลุ่มเลขที่อยู่ไอพีสำหรับหน่วยงานทะเบียนอินเทอร์เน็ตส่วนท้องถิ่น (ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต) และหน่วยงานอื่น ๆ

รุ่นของอินเทอร์เน็ตโพรโทคอล[แก้]

รุ่นของอินเทอร์เน็ตโพรโทคอล (Internet Protocol: IP) ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีสองรุ่นคือ อินเทอร์เน็ตโพรโทคอลรุ่น 4 (IPv4) และอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลรุ่น 6 (IPv6) แต่ละรุ่นก็กำหนดเลขที่อยู่ไอพีแตกต่างกัน แต่เนื่องด้วยความแพร่หลาย คำว่า เลขที่อยู่ไอพี โดยทั่วไปมักจะหมายถึง เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ส่วนเลขระหว่าง 4 กับ 6 ที่หายไปคือการกำหนดหมายเลข 5 ให้แก่อินเทอร์เน็ตสตรีมโพรโทคอล (Internet Stream Protocol) เชิงทดลองเมื่อ ค.ศ. 1979 ซึ่งไม่เคยถูกเอ่ยถึงว่าเป็นเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 5

เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4[แก้]

แผนภาพแสดงการแยกเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 จากเลขฐานสิบคั่นด้วยจุดเป็นเลขฐานสอง

เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ประกอบด้วยเลข 32 บิต ซึ่งสามารถรองรับที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกันมากสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ 4,294,967,296 (232) หมายเลข แต่เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ก็ได้สงวนบางหมายเลขไว้สำหรับจุดประสงค์พิเศษอย่างเช่น เครือข่ายส่วนตัว (ประมาณ 18 ล้านหมายเลข) และเลขที่อยู่สำหรับการแพร่สัญญาณเฉพาะกลุ่ม (ประมาณ 270 ล้านหมายเลข)

เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 เขียนแทนด้วยสัญกรณ์จุดฐานสิบแบบบัญญัติ ซึ่งประกอบด้วยเลขฐานสิบ 4 จำนวน แต่ละจำนวนมีค่าได้ตั้งแต่ 0 ถึง 255 และคั่นด้วยจุด ตัวอย่างเช่น 172.16.254.1 เป็นต้น แต่ละส่วนของหมายเลขแทนกลุ่มของเลข 8 บิต (ออกเตต) ในงานเขียนเชิงเทคนิคบางงาน เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ก็อาจเขียนแทนด้วยเลขฐานสิบหก เลขฐานแปด หรือเลขฐานสองก็ได้

การแบ่งเครือข่ายย่อยของรุ่น 4[แก้]

ในช่วงแรก ๆ ของการพัฒนาอินเทอร์เน็ตโพรโทคอล [2] ผู้ดูแลระบบเครือข่ายแปลเลขที่อยู่ไอพีเป็นสองส่วนคือ ส่วนหมายเลขเครือข่าย และส่วนหมายเลขแม่ข่าย ออกเตตอันดับสูงสุด (กลุ่ม 8 บิตที่มีนัยสำคัญมากสุด) ของเลขที่อยู่ไอพีถูกตั้งให้เป็น หมายเลขเครือข่าย (network number) และจำนวนบิตที่เหลือเรียกเป็น เขตข้อมูลส่วนเหลือ (rest field) หรือ ตัวระบุแม่ข่าย (host identifier) และได้นำมาใช้กำหนดหมายเลขภายในเครือข่ายหนึ่ง ๆ

วิธีการในช่วงแรกนี้ได้รับการพิสูจน์ในเวลาต่อมาว่าไม่พอเพียง เนื่องจากเครือข่ายเพิ่มเติมที่พัฒนาขึ้นโดยอิสระจากเครือข่ายที่มีอยู่ มีหมายเลขเครือข่ายกำหนดไว้อยู่แล้ว คุณลักษณะการกำหนดที่อยู่อินเทอร์เน็ตจึงได้แก้ไขปรับปรุงใน ค.ศ. 1981 โดยแนะนำสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบคลาส (classful network) เพิ่มเข้าไป [3]

เครือข่ายแบบคลาสได้ออกแบบให้สามารถกำหนดเครือข่ายเอกเทศได้จำนวนมากขึ้นกว่าเดิม และสามารถออกแบบเครือข่ายย่อย (subnetwork) โดยละเอียดได้ 3 บิตแรกของออกเตตที่มีนัยสำคัญมากสุดของเลขที่อยู่ไอพี ถูกนิยามว่าเป็น คลาส (class) ของหมายเลขนั้น คลาส 3 คลาส (A, B, และ C) ได้นิยามขึ้นเพื่อการกำหนดที่อยู่สำหรับการแพร่สัญญาณเฉพาะราย (unicast) โดยสากล ตัวระบุเครือข่ายจะมีพื้นฐานอยู่บนส่วนขอบเขตของออกเตตจากทั้งเลขที่อยู่ โดยขึ้นอยู่กับคลาสที่มันอยู่ แต่ละคลาสจะใช้ออกเตตเพิ่มขึ้นเป็นตัวระบุเครือข่าย ดังนั้นจำนวนแม่ข่ายที่เป็นไปได้จะลดลงในคลาสอันดับที่สูงขึ้น (B กับ C) ตารางต่อไปนี้แสดงถึงภาพรวมของระบบซึ่งปัจจุบันเลิกใช้แล้ว

สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบคลาส (เลิกใช้)
คลาส บิตขึ้นต้น ขนาดบิต
หมายเลข
เครือข่าย
ขนาดบิต
เขตข้อมูล
ส่วนเหลือ
จำนวนเครือข่าย จำนวนเลขที่อยู่
ต่อเครือข่าย
เลขที่อยู่เริ่มต้น เลขที่อยู่สิ้นสุด
A 0 8 24 128 (27) 16,777,216 (224) 0.0.0.0 127.255.255.255
B 10 16 16 16,384 (214) 65,536 (216) 128.0.0.0 191.255.255.255
C 110 24 8 2,097,152 (221) 256 (28) 192.0.0.0 223.255.255.255

การออกแบบเครือข่ายแบบคลาสมีประโยชน์ต่อจุดประสงค์ของอินเทอร์เน็ตในสถานะเริ่มแรก แต่ก็ขาดความสามารถในการปรับขนาด (scalability) เมื่อเผชิญกับการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเครือข่ายในคริสต์ทศวรรษ 1990 ระบบคลาสของปริภูมิเลขที่อยู่ถูกแทนที่ด้วยการจัดเส้นทางระหว่างโดเมนแบบไร้คลาส (Classless Inter-Domain Routing: CIDR) เมื่อ ค.ศ. 1993 โดยใช้พื้นฐานจากการพรางเครือข่ายย่อยความยาวแปรได้ (variable-length subnet masking: VLSM) เพื่อให้การกำหนดตำแหน่งและการจัดเส้นทางสามารถใช้บิตขึ้นต้นยาวเท่าใดก็ได้

ทุกวันนี้ สิ่งที่เหลืออยู่ของมโนทัศน์เครือข่ายแบบคลาสมีหน้าที่เฉพาะในขอบเขตจำกัด คือใช้เป็นพารามิเตอร์การตั้งค่าปริยายในส่วนประกอบซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวกับเครือข่ายบางชนิด (เช่นตัวพรางเครือข่าย) และใช้เป็นศัพท์เทคนิคในการอภิปรายระหว่างผู้ดูแลระบบเครือข่ายด้วยกัน

เลขที่อยู่ส่วนตัวของรุ่น 4[แก้]

การออกแบบเครือข่ายในช่วงแรก ในตอนที่ความสามารถในการเชื่อมต่อจากปลายถึงปลาย (end-to-end connectivity) ของทั้งโลกสามารถแลเห็นได้เพื่อการสื่อสารกับแม่ข่ายอินเทอร์เน็ตทุกแม่ข่าย ได้ตั้งเจตนารมณ์ไว้ว่าเลขที่อยู่ไอพีจะถูกกำหนดให้คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์แต่ละเครื่องโดยไม่ซ้ำกันทั้งโลก อย่างไรก็ตาม มันไม่จำเป็นเสมอไปเมื่อเครือข่ายส่วนตัวได้พัฒนาขึ้นและปริภูมิเลขที่อยู่สาธารณะจำเป็นต้องสงวนไว้

คอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตก็ไม่จำเป็นต้องมีเลขที่อยู่ไอพีที่ไม่ซ้ำกับใครในโลก เช่นเครื่องจักรอุตสาหกรรมที่สื่อสารระหว่างกันผ่านทีซีพี/ไอพีเป็นต้น ช่วงเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 จำนวน 3 ช่วงจึงถูกสงวนไว้ในอาร์เอฟซี 1918 สำหรับใช้กับเครือข่ายส่วนตัว เลขที่อยู่เหล่านี้จะไม่ถูกนำไปใช้จัดเส้นทางบนอินเทอร์เน็ต และการใช้งานเลขที่อยู่เหล่านี้ก็ไม่ต้องรายงานต่อหน่วยงานทะเบียนฯ แต่อย่างใด

ในทุกวันนี้ เครือข่ายส่วนตัวสามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านทางการแปลที่อยู่เครือข่าย (network address translation: NAT) เมื่อต้องการใช้

ช่วงเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ที่สงวนไว้สำหรับเครือข่ายส่วนตัวโดย IANA
เริ่มต้น สิ้นสุด จำนวนเลขที่อยู่
บล็อก 24 บิต (ขึ้นต้น 8 บิต, 1 × A) 10.0.0.0 10.255.255.255 16,777,216
บล็อก 20 บิต (ขึ้นต้น 12 บิต, 16 × B) 172.16.0.0 172.31.255.255 1,048,576
บล็อก 16 บิต (ขึ้นต้น 16 บิต, 256 × C) 192.168.0.0 192.168.255.255 65,536

ผู้ใช้สามารถใช้บล็อกที่สงวนไว้ดังกล่าวอันใดก็ได้ โดยทั่วไปแล้ว ผู้ดูแลเครือข่ายจะแบ่งบล็อกเป็นเครือข่ายย่อย ตัวอย่างเช่น เราเตอร์ตามบ้านหลาย ๆ เครื่องใช้ช่วงเลขที่อยู่ปริยายเป็น 192.168.0.0 ถึง 192.168.0.255 (เครือข่ายย่อย 192.168.0.0/24) โดยอัตโนมัติ

การใช้หมดไปของเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4[แก้]

การใช้หมดไปของเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 คือภาวะการจัดหาเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ที่ว่างอยู่ขององค์การกำหนดหมายเลขอินเทอร์เน็ต (IANA) และหน่วยงานทะเบียนอินเทอร์เน็ตประจำภูมิภาค (RIR) เพื่อที่จะกำหนดให้ผู้ใช้ปลายทางและหน่วยงานทะเบียนอินเทอร์เน็ตส่วนท้องถิ่น เช่นผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต มีจำนวนลดน้อยถอยลง เลขที่อยู่ส่วนกลางหลักของ IANA ได้ใช้หมดไปแล้วเมื่อ 3 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2011 เมื่อ 5 บล็อกสุดท้ายถูกจัดสรรให้กับ RIR ทั้ง 5 ภูมิภาค [6][7] ศูนย์สารสนเทศเครือข่ายเอเชีย-แปซิฟิก (APNIC) เป็น RIR แรกที่ใช้เลขที่อยู่ส่วนภูมิภาคหมดไปเมื่อ 15 เมษายน ค.ศ. 2011 ยกเว้นปริภูมิเลขที่อยู่จำนวนเล็กน้อยที่สงวนไว้สำหรับการเปลี่ยนผ่านไปยังเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6 ซึ่งเจตนาจัดสรรให้เป็นกระบวนการที่ถูกจำกัด [8]

เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6[แก้]

ดูบทความหลักที่: เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6
แผนภาพแสดงการแยกเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6 จากเลขฐานสิบหกเป็นเลขฐานสอง

ภาวะปริภูมิเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ถูกใช้หมดไปอย่างรวดเร็ว ทั้งที่มีเทคนิคต่าง ๆ ในการอนุรักษ์ กระตุ้นให้คณะทำงานเฉพาะกิจด้านวิศวกรรมอินเทอร์เน็ต (IETF) ต้องแสวงหาเทคนิคใหม่เพื่อขยายความสามารถในการกำหนดที่อยู่บนอินเทอร์เน็ต จึงคิดค้นกันว่าวิธีแก้ปัญหาอย่างถาวรคือการออกแบบอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลใหม่ อินเทอร์เน็ตโพรโทคอลรุ่นถัดไปที่เจตนาให้แทนที่รุ่น 4 ก็คือ อินเทอร์เน็ตโพรโทคอลรุ่น 6 (IPv6) ซึ่งกำหนดเมื่อ ค.ศ. 1995 [4][5] โดยขนาดของเลขที่อยู่เพิ่มขึ้นจากเดิม 32 บิตเป็น 128 บิต หรือ 16 ออกเตต ทำให้น่าจะเพียงพอสำหรับอนาคตอันใกล้ ถึงแม้ว่าบล็อกเครือข่ายจะถูกกำหนดอย่างเหลือเฟือ ถ้าคำนวณโดยคณิตศาสตร์ ปริภูมิเลขที่อยู่ใหม่นี้มีจำนวนมากสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ประมาณ 3.403×1038 (2128) หมายเลข

เจตนาหลักของการออกแบบใหม่ไม่เพียงแค่เพิ่มปริมาณเลขที่อยู่ให้เพียงพอเท่านั้น ยังช่วยให้มีการรวบรวมหมายเลขขึ้นต้นของเครือข่ายย่อยที่จุดจัดเส้นทางอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ตารางจัดเส้นทางมีขนาดเล็กกว่า และการจัดสรรแบบเอกเทศเล็กสุดเท่าที่เป็นไปได้ คือเครือข่ายย่อยที่มีแม่ข่ายจำนวน 264 เครื่อง เท่ากับขนาดทั้งหมดของอินเทอร์เน็ตโดยเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 4 ยกกำลังสอง ด้วยระดับนี้ อัตราการใช้งานเลขที่อยู่จริงจะน้อยมากบนส่วนใด ๆ ของเครือข่ายเลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6 การออกแบบใหม่นี้ก็ยังรองรับโอกาสที่จะแบ่งโครงสร้างเลขที่อยู่ของส่วนเครือข่ายหนึ่ง ๆ ซึ่งเป็นการจัดการเฉพาะที่ของปริภูมิที่เหลืออยู่ของส่วนนั้น จากหมายเลขขึ้นต้นที่ใช้สำหรับจัดเส้นทางภายนอกเครือข่าย เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6 มีความสามารถในการเปลี่ยนหมายเลขขึ้นต้นของการจัดเส้นทางทั้งเครือข่ายได้อัตโนมัติ ซึ่งความสามารถในการเชื่อมต่อทั่วโลกหรือนโยบายการจัดเส้นทางควรเปลี่ยนแปลง โดยไม่จำเป็นต้องออกแบบเครือข่ายภายในใหม่หรือไล่หมายเลขใหม่ด้วยมือ

เลขที่อยู่ไอพีรุ่น 6 จำนวนมหาศาลช่วยให้สามารถกำหนดบล็อกขนาดใหญ่กับจุดประสงค์เฉพาะกิจ และรวบรวมการจัดเส้นทางได้อย่างมีประสิทธิภาพถ้าจัดสรรได้เหมาะสม เนื่องด้วยปริภูมิเลขที่อยู่ขนาดใหญ่ จึงไม่จำเป็นต้องมีวิธีการอนุรักษ์เลขที่อยู่ให้ซับซ้อนดังที่ใช้ในการจัดเส้นทางระหว่างโดเมนแบบไร้คลาส (CIDR)

ระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปและเซิร์ฟเวอร์องค์การสมัยใหม่หลายระบบได้รองรับอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลรุ่น 6 อยู่แล้วในตัวเอง แต่อุปกรณ์อื่นยังนำมาใช้ไม่แพร่หลาย เช่นเราเตอร์ตามบ้าน วอยซ์โอเวอร์ไอพี (VoIP) กับอุปกรณ์สื่อผสม และอุปกรณ์รอบข้างอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับเครือข่าย

อ้างอิง[แก้]

  1. ศัพท์บัญญัติ ราชบัณฑิตยสถาน (สืบค้นออนไลน์)
  2. 2.0 2.1 2.2 RFC 760, DOD Standard Internet Protocol (January 1980)
  3. 3.0 3.1 RFC 791, Internet Protocol – DARPA Internet Program Protocol Specification (September 1981)
  4. 4.0 4.1 RFC 1883, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification, S. Deering, R. Hinden (December 1995)
  5. 5.0 5.1 RFC 2460, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification, S. Deering, R. Hinden, The Internet Society (December 1998)
  6. Smith, Lucie; Lipner, Ian (3 February 2011). "Free Pool of IPv4 Address Space Depleted". Number Resource Organization. สืบค้นเมื่อ 3 February 2011. 
  7. ICANN,nanog mailing list. "Five /8s allocated to RIRs – no unallocated IPv4 unicast /8s remain". 
  8. Asia-Pacific Network Information Centre (15 April 2011). "APNIC IPv4 Address Pool Reaches Final /8". สืบค้นเมื่อ 15 April 2011. 
  • ซิสโก้, 2547, Cisco Networking Academy Program CCNA 1, แปลโดย สัลยุทธ์ สว่างวรรณ, กรุงเทพ: เพียร์สัน เอ็ดดูเคชั่น อินโดไชน่า. ISBN 974-920-686-X

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]