כתובת IP

כתובת IP (הגייה: כתובת אָיי פִּי) היא תווית מספרית המשמשת לזיהוי בין מרכיבי הרשת השונים. המונח נקרא "מַעַן IP" במילון המונחים של האקדמיה ללשון העברית.^[1]

מרכיבי הרשת יכולים להיות מחשב, מדפסת, מתג (Switch), כונן ועוד. גם לנתבי הרשת כתובות משלהם לשם בקרה וקביעת תצורה. לכל מרכיב ברשת משויכת כתובת IP המזהה אותו באותה הרשת, וכך אפשר לשלוח אליו או לקבל ממנו מידע בצורה מזוהה.

הכתובת מורכבת מארבעה שדות מספריים (אוקטטות) כאשר בכל שדה נתונים מספרים בטווח של 0–255.לדוגמה 192.168.70.0

כיום ברשתות תקשורת משתמשים בפרוטוקול התקשורת IP, כגון רשת האינטרנט.

יש המכנים את כתובת ה-IP של מחשב "תעודת הזהות של המחשב", אם כי תיאור זה הולם יותר כתובת MAC, מאחר שכתובת IP לא קבועה, וייתכנו שני מחשבים עם אותה כתובת IP אם הם מחוברים לאותה הרשת.

כתובת IP ניתנת להשמה בצורה ידנית או להקצאה אוטומטית על ידי שרת DHCP, ולכן היא מכונה "כתובת לוגית", בשונה מכתובת MAC, המכונה "כתובת פיזית", שכן היא ניתנת לציוד בשעת הייצור. בפרוטוקול תקשורת HTTP לזיהוי כתובת IP משמש שדה כותרת X-Forwarded-For.

כתובות IP מחלקות את הרשת בצורה היררכית כך שניתן לפנות לא רק לנקודת קצה אלא אף לרשת משנה (תת רשת) לצורך שליחת הודעה או ניתוב מרשת לתת רשת. התרגום בין כתובת נקודת הקצה לבין כתובת תת-הרשת בה היא נמצאת מבוצעת על ידי מסכות רשת.

מגבלת כמות הכתובות שהיו קיימות על-פי גרסה 4 של פרוטוקול ה-IP, מובילה למעבר אל גרסה 6 שלו, המאפשר לחלק יותר כתובות IP.

• פרוטוקול ARP משמש להמרה בין כתובת IP לבין כתובת MAC.
• פרוטוקול DHCP משמש להקצאה אוטומטית של כתובת IP עבור מכשירים שלא הוגדרה להם מראש כתובת IP סטטית.
• פרוטוקול DNS משמש לתרגום של שמות תחום מילוליים לכתובות IP.

ערך מורחב – IPv4

רשת האינטרנט (וככל הנראה רוב הרשתות בעולם) מבוססת כיום על גרסה 4 של פרוטוקול ה-IP (תקן IPv4), שבו כתובת IP היא בת 32 סיביות. לשם נוחות, מקובל לייצג ערך זה כארבעה מספרים עשרוניים, כל אחד בין 0 ל-255. מספרים אלה נקראים אוקטטות, כיוון שגודל כל אחד מהם הוא 8 ביט. לדוגמה – 192.168.0.1 הוא הייצוג הנפוץ של הכתובת הבינארית:

תאורטית, שיטה זו מאפשרת עד 2 בחזקת 32 (מעל 4 מיליארד) כתובות שונות, אולם, מכיוון שטווחים גדולים של כתובות שמורים למטרות מיוחדות, מספר הכתובות השמישות קטן יותר.

בתחילה, כשהומצא ה-IPv4, ממציאיו לא העלו בדעתם שיהיו כל כך הרבה מכשירים שיצטרכו כתובות, כיוון שהרשתות אז לא היו נפוצות. ככל שהאינטרנט נהיה נפוץ הבעיה התחילה לצוף ולכן הוציאו את גרסת IPv6.

ערך מורחב – IPv6

על-מנת להתמודד עם מצוקת כתובות ה-IP הוגדר תקן חדש, IP גרסה 6^[2] (גרסה חמש הייתה ניסיונית ונזנחה במהרה), שבה כל כתובת IP מורכבת מ-8 קבוצות של 16 סיביות, כלומר 128 סיביות. תקן זה מאפשר מרחב עצום של 2 בחזקת 128 (מספר בעל 38 ספרות) כתובות שונות, ופותר את המחסור בכתובות, כנראה לצמיתות.

ערך מורחב – Subnet mask

הקצאת הכתובות מבוצעת בקבוצות של כתובות עוקבות. בצורה זו, מכשירים השייכים לאותה הרשת מקבלים כתובות דומות זו לזו (בדומה לקידומות, כנהוג במספרי טלפון). בהקצאת הכתובות החלק הראשון של הכתובת זהה לכל המכשירים השייכים לאותה הרשת, והחלק האחרון משתנה ממכשיר למכשיר. עם זאת, לרשתות שונות יש כמות שונה של מכשירים (רשת ביתית קטנה, או רשת של ארגון גדול) ולכן משתנה גם כמות הספרות הנדרשות לזיהוי ייחודי של כל מכשיר ומכשיר. כדי שאפשר יהיה להבחין בין חלק הרשת וחלק המשתמש בכתובת ה-IP נהוג להצמיד לכל כתובת "מסכה" (Subnet Mask), שמאפשרת, באמצעות פעולה לוגית פשוטה, למצוא את כתובת הרשת של כתובת IP מסוימת. המסכה, כמו כתובת ה-IP מורכבת מארבע קבוצות של שמונה סיביות. בייצוג בינארי, עבור כל סיבית בכתובת ה-IP שמייצגת את הרשת יופיע 1, ועבור כל סיבית בכתובת ה-IP שמייצגת את המחשב המסוים יופיע 0.

למשל – בכתובת 192.168.0.17 החלק 192.168.0 מייצג את הרשת והמספר 17 מייצג את המחשב המסוים. מסכת הרשת של כתובת זו תהיה 255.255.255.0, או בייצוג בינארי –

11111111 11111111 1111111 00000000

כדי למצוא את כתובת הרשת מתוך כתובת IP של מחשב ברשת, יש לבצע פעולת AND (וגם) בינארית בין כתובת ה-IP למסכת הרשת. בדוגמה הקודמת, התוצאה תיראה כך:

	ייצוג בינארי	ייצוג עשרוני
כתובת IP	11000000 10101000 00000000 00010001	192.168.0.17
מסכת רשת	11111111 11111111 11111111 00000000	255.255.255.0
כתובת הרשת	11000000 10101000 00000000 00000000	192.168.0.0

• ניתן גם להצהיר על מסכת הרשת על ידי קו נטוי ומספר האחדות (המובילים) בצמוד לכתובת ה-IP. לדוגמה, 192.168.0.1/24 היא הכתובת 192.168.0.1 עם מסכת הרשת 255.255.255.0.

נהוג לחלק את כתובות ה-IPv4 לחמש מחלקות. ב-IPv6 לא קיים מנגנון זה.

כוללת את כל הכתובות שבהן המספר הראשון הוא בין 1 ל-127. הרשתות במחלקה זו מוגדרות כך שהרשת מיוצגת על ידי המספר הראשון (שמונה הסיביות הראשונות), והמחשב מיוצג על ידי שלושת המספרים הנותרים (24 הסיביות הנותרות). קיימות רק 127 רשתות שונות במחלקה A, אך כל אחת מהן יכולה להכיל 2 בחזקת 24 (מעל 16 מיליון) מחשבים. מכיוון שכך, רשתות ממחלקה A מוקצות למדינות או לספקיות אינטרנט גדולות במיוחד.

כוללת את כל הכתובות שבהן המספר הראשון הוא בין 128 ל-191. הרשתות בה מוגדרות כך שהרשת מיוצגת על ידי שני המספרים הראשונים (16 הסיביות הראשונות), והמחשב מיוצג על ידי 2 המספרים האחרונים (16 הסיביות האחרונות). קיימות 16,384 רשתות שונות במחלקה B, וכל אחת מהן יכולה להכיל עד 65,534 מחשבים. רשתות ממחלקה B מוקצות לחברות גדולות ובינוניות.

כוללת את כל הכתובות שבהן המספר הראשון הוא בין 192 ל-223. הרשתות בה מוגדרות כך שהרשת מיוצגת על ידי שלושת המספרים הראשונים (24 הסיביות הראשונות), והמחשב מיוצג על ידי המספר האחרון (8 הסיביות האחרונות). קיימות 2,097,152 רשתות שונות במחלקה C, וכל אחת מהן יכולה להכיל עד 254 מחשבים. רשתות ממחלקה C מוקצות לחברות וארגונים קטנים בדרך כלל.

כוללת את כל הכתובות שבהן המספר הראשון הוא בין 224 ל-239. מחלקה D הוגדרת לצורכי מחקר וניסוי של שידור נתונים לקבוצות (broadband ו־groupband). כיום משמשת לתקשורת Multicast – שידור ממחשב בודד למספר מחשבים בו זמנית. השדר יוצא פעם אחת ממחשב המקור ומגיע לכל מחשבי היעד. בשיטה זו לא לכל מחשב יש כתובת, אלא לכל שירות התומך ב-Multicast, ולכל שירות יש כתובת זהה במחלקה D, כלומר כל המחשבים מאזינים לכתובת המסוימת של השירות, בנוסף לכתובת ה-IP הרגילה שלהם. שימוש לדוגמה ניתן לראות בשרתי WINS של מיקרוסופט Windows 2000. משמש בעיקר לאפליקציות של שיחות ועידה בווידאו.

כוללת את כל הכתובות שבהן המספר הראשון הוא בין 240 ל-255. מחלקה E הוגדרה כ"שמורה לשימוש עתידי" ועד היום אין שימוש בכתובות שמוגדרות בה.

מחלקה	תחום כתובות	מסכה	מספר כתובות בכל רשת	מספר רשתות
A	1 עד 127	255.0.0.0	16,777,214	126
B	128 עד 191	255.255.0.0	65,534	16,384
C	192 עד 223	255.255.255.0	254	2,097,152
D	224 עד 239	משמש להקצאת Multicasting	לא מוגדר	לא מוגדר
E	240 עד 255	לא מוגדרת	לא מוגדר	לא מוגדר

ישנם מספר טווחים שנקבעו לשימושים מיוחדים:

טווח כתובות	שימוש	RFC	סוג מחלקה	כמות כתובות כוללת
0.0.0.0 – 0.255.255.255	לא ניתן להשתמש	RFC 1700	A	16,777,216
10.0.0.0 – 10.255.255.255	רשתות פרטיות (כתובות לא מנותבות)	RFC 1918	A	16,777,216
100.64.0.0 – 100.127.255.255	מרחב כתובות משותף	RFC 6598	A	4,194,304
127.0.0.0 – 127.255.255.255	מעגל חזור (Loopback)	RFC 1700	A	16,777,216
169.254.0.0 – 169.254.255.255	פרוטוקול APIPA (כאשר לא נמצא שרת DHCP)	RFC 3330	B	65,536
172.16.0.0 – 172.31.255.255	רשתות פרטיות (כתובות לא מנותבות)	RFC 1918	B	1,048,576
192.0.0.0 – 192.0.0.7	המשכיות שירות IPv4	RFC 7335	C	8
192.0.0.8	כתובת דמה	RFC 7600	C	1
192.0.0.9	PCP Anycast	RFC 7723	C	1
192.0.0.10	מעקף NAT באמצעות ממסר	RFC 8155	C	1
192.0.0.170 – 192.0.0.171	NAT64, DNS64	RFC 7050,RFC 8880	C	1
192.0.0.11 – 192.0.0.169, 192.0.0.172 – 192.0.0.255	שמור לפרוטוקולי IETF	RFC 6890	C	2
192.31.196.0 – 192.31.196.255	AS112	RFC 7535	C	256
192.52.193.0 – 192.52.193.255	AMT	RFC 7450	C	256
192.168.0.0 – 192.168.255.255	רשתות פרטיות (כתובות לא מנותבות)	RFC 1918	C	65,536
192.175.48.0 – 192.175.48.255	AS112	RFC 7534	C	256
198.18.0.0 – 198.19.255.255	מבחני ביצועים למכשירי רשת	RFC 2544	C	131,072
224.0.0.0 – 239.255.255.255	Multicast	RFC 3171	D	268,435,456
240.0.0.0 – 255.255.255.254	שמור	RFC 1700	E	268,435,455
255.255.255.255	כתובת broadcast גלובלית	RFC 919,RFC 8190	E	1

טווח כתובות	שימוש	RFC	כמות כתובות כוללת
::/128	כתובת לא מצוינת	RFC 4291	1
::1/128	מעגל חזור (Loopback)	RFC 4291	1
::ffff:0:0/96	כתובות IPv4 ממופות	RFC 4291	4,294,967,296
64:ff9b::/96	כתובות IPv4 מתורגמות	RFC 6052	4,294,967,296
64:ff9b:1::/48	כתובות IPv4 מתורגמות	RFC 8215	1,208,925,819,614,629,174,706,176
100::/64	כתובות "חור שחור"	RFC 6666	18,446,744,073,709,551,616
2001::/23	שמור לפרוקולי IETF	RFC 2928	40,564,819,207,303,340,847,894,502,572,032
2001::/32	Teredo	RFC 4380,RFC 8190	79,228,162,514,264,337,593,543,950,336
2001:1::1/128	PCP Anycast	RFC 7723	1
2001:1::2/128	מעקף NAT על ידי ממסרים	RFC 8155	1
2001:2::/48	מבחני ביצועים	RFC 5180	1,208,925,819,614,629,174,706,176
2001:3::/32	AMT	RFC 7450	79,228,162,514,264,337,593,543,950,336
2001:4:112::/48	AS112-v6	RFC 7535	1,208,925,819,614,629,174,706,176
2001:20::/28	Orchid-v2	RFC 7343	1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,376
2002::/16	תרגום כתובות IPv6 ל-IPv4	RFC 3056	5,192,296,858,534,827,628,530,496,329,220,096
2620:4f:8000::/48	AS112	RFC 7534	1,208,925,819,614,629,174,706,176
fc00::/7	כתובות פרטיות מנותבות	RFC 8190,RFC 4193	2,658,455,991,569,831,745,807,614,120,560,689,152
fe80::/10	כתובות פרטיות בלתי-מנותבות	RFC 4291	332,306,998,946,228,968,225,951,765,070,086,144

• IP
• תקשורת מחשבים - מונחים
• קובץ hosts
• Netsh – פקודה לשינוי כתובת IP

• גילעד נס, גם בישראל מודאגים: "להיערך לצמצום כתובות ה-IP הפנויות", באתר כלכליסט, 23 במאי 2011
• כתובות IP, בספרייה הווירטואלית של אתר Eitan
• כתובת IP, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)