IP-adressering & Routing
IPv4 · IPv6 · Subnätning · CIDR · NAT · ARP · Routingtabeller · TCP/IP-paket
🌐 IPv4-adresser
IPv4 är den nätverksprotokollstandard som arrangerar och dirigerar paket över IP-nätverk. En IPv4-adress är 32 bitar lång och skrivs som fyra oktetter (8 bitar vardera) separerade med punkter.
Varje oktet kan vara 0–255. Det ger totalt 2³² = ~4,3 miljarder möjliga adresser.
Används i lokala nätverk, routas ej på internet:
10.0.0.0/8
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16
Routbara på internet, tilldelade av IANA/ISP. Varje hemnätverk delar oftast en publik adress via NAT.
🧩 Nätverksdel & Värd-del
Varje IP-adress är uppdelad i två delar. Subnätmasken är en bitmask som talar om var gränsen går.
Värd-delen pekar ut den specifika enheten på det nätverket.
Exempel: 192.168.1.10 med mask 255.255.255.0
🔢 CIDR & Subnätberäkning
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) är ett kompaktare sätt att skriva subnätmasken — ett snedstreck följt av antalet ettor i masken.
| CIDR | Subnätmask | Adresser totalt | Användbara hosts |
|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 16 777 216 | 16 777 214 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65 536 | 65 534 |
| /24 | 255.255.255.0 | 256 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 64 | 62 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 |
| /30 | 255.255.255.252 | 4 | 2 |
Formeln: 2^(32 - prefix) - 2 = antal användbara hosts.
🔄 NAT & ARP
En router översätter privata IP-adresser till en publik IP-adress när trafik lämnar hemnätverket. Syftet: spara på publika adresser + ge viss isolering. Routern håller koll på alla aktiva kopplingar i en NAT-tabell (port-mappning).
Används för att hitta MAC-adressen till en IP på samma nätverk. Enheten skickar en broadcast: "Vem har IP X? Svara med din MAC." Svaret cachas i enhetens ARP-tabell. Utan MAC kan paketet inte skickas på datalänklagret.
🚀 IPv6
IPv4-adresserna tog slut. IPv6 är svaret — med 128-bitars adresser (2¹²⁸ ≈ 340 undeciljoner adresser). Skrivs som 8 grupper à 16 bitar i hexadecimalt.
Publika, routbara adresser — IPv6:s motsvarighet till publika IPv4-adresser. Prefix börjar med 001 i binärt.
Skapas automatiskt på varje gränssnitt. Används bara på länknivå — ej routbar. Routrar kommunicerar med grannar via link-local.
Privata adresser för lokala nätverk — IPv6:s motsvarighet till 192.168.x.x. Routas normalt inte utanför organisationen.
Multicast = skicka till en grupp (ersätter IPv4-broadcast). Anycast = samma adress på flera noder; paketet levereras till närmaste.
| Egenskap | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Adresslängd | 32 bitar | 128 bitar |
| Format | Decimal, punkter | Hexadecimal, kolon |
| Privata adresser | RFC 1918 | ULA (fc00::/7) |
| Broadcast | Ja | Nej (multicast istället) |
| NAT | Nödvändigt | Behövs inte |
| Adressupplösning | ARP | Neighbor Discovery (NDP) |
| IPsec | Valfritt | Del av arkitekturen |
🗺 Routingtabeller & Beslut
En router tar emot paket och bestämmer vart de ska skickas. Det gör den med hjälp av en routingtabell — en databas med kända destinationer och hur man når dem.
| Destination | Next Hop | Interface | Metric | Källa |
|---|---|---|---|---|
| 172.16.32.128/25 | on-link | eth1 | 0 | connected |
| 172.16.32.0/19 | 10.0.0.2 | eth0 | 10 | OSPF |
| 172.16.0.0/12 | 10.0.0.1 | eth0 | 20 | static |
| 0.0.0.0/0 | 203.0.113.1 | eth0 | 100 | default |
📏 Longest Prefix Match
Routern väljer alltid den mest specifika matchningen — den route med det längsta prefixet som matchar destinationen.
- Ta destinationens IP-adress från paketet.
- Gör longest-prefix match mot routingtabellen — välj raden med längst matchande prefix.
- Om flera rader matchar med samma prefix-längd: välj den med lägst metric.
- Skicka paketet till next hop via det angivna interface (eller leverera direkt om "on-link").
- Ingen träff? Använd default route 0.0.0.0/0 om den finns — annars droppas paketet.
📦 Hur TCP/IP-paket ser ut
Ett paket är egentligen bara en lång array av bytes. Data kapslas in (encapsulation) i lager — varje lager lägger till sin header med routing- och leveransinformation.
✅ Dagens mål uppnådda
32-bitars IPv4, 128-bitars IPv6. Nätverksdel + värd-del separerade av subnätmasken.
CIDR-notation, subnätmask via bitmanipulation (&). Nätverks- och broadcast-adresser är reserverade.
Longest-prefix match i routingtabellen. Default route som sista utväg. Static vs dynamic routes.
Ethernet → IP → TCP → App. Routern läser lager 3-headern för att vidarebefordra paketet.
