Stabilność działania Internetu zależy bezpośrednio od
niepowtarzalności używanych publicznie adresów sieciowych. Na rysunku
przedstawiono problem związany ze schematem adresowania sieci. Widać,
że obydwie sieci mają adres 198.150.11.0. W tej sytuacji router nie byłby w
stanie prawidłowo przekazywać pakietów danych. Podwojone adresy sieciowe IP
uniemożliwiają routerowi wykonywanie zadania, którym jest wybieranie najlepszej
ścieżki. Każde urządzenie w sieci wymaga unikatowego adresu.
Konieczne
było opracowanie procedury zapewniającej rzeczywistą unikatowość adresów.
Początkowo zajmowała się tym organizacja Internet Network Information Center
(InterNIC). Organizacja InterNIC już nie istnieje, a jej miejsce zajęła
organizacja Internet Assigned Numbers Authority (IANA). IANA ostrożnie
rozporządza pozostałą pulą adresów IP, aby nie wystąpiło powielenie publicznie
używanych adresów. Sytuacja taka spowodowałaby niestabilność Internetu oraz
utrudniłaby dostarczanie datagramów do sieci.
Publiczne adresy IP są unikatowe. Żadne dwa komputery połączone z publiczną
siecią nie mogą mieć takich samych adresów IP, ponieważ publiczne adresy IP są
globalne i zestandaryzowane. Wszystkie urządzenia podłączone do Internetu
stosują się do tego systemu. Publiczny adres IP można otrzymać za pewną opłatą
od dostawcy usług internetowych (ISP) lub z rejestru odpowiedniego dla danego
regionu.
W związku z gwałtownym rozwojem Internetu publiczne adresy IP
zaczęły się wyczerpywać. Aby rozwiązać ten problem, opracowano nowe systemy
adresowania, takie jak bezklasowy routing międzydomenowy CIDR (classless
interdomain routing) i IPv6. Systemy CIDR i IPv6 zostaną omówione w dalszej
części kursu.
Innym rozwiązaniem problemu zbliżającego się wyczerpania
publicznych adresów IP jest korzystanie z adresów prywatnych. Jak już
wspomniano, w sieciach publicznych hosty muszą mieć unikatowe adresy IP. Jednak
prywatne, nie podłączone do Internetu sieci mogą używać dowolnych adresów
hostów, jeśli tylko adresy te są unikatowe wewnątrz sieci prywatnej. Obok sieci
publicznych istnieje wiele sieci prywatnych. Nie zaleca się jednak używania w
prywatnej sieci dowolnych adresów, ponieważ kiedyś sieć taka może zostać
podłączona do Internetu. W dokumencie RFC 1918 zarezerwowano trzy bloki adresów
IP do prywatnego, wewnętrznego użytku.
Te trzy bloki to jedna klasa A, zakres adresów klasy B oraz zakres
adresów klasy C. Adresy należące do tych zakresów nie są routowane w sieci
szkieletowej Internetu. Routery internetowe natychmiast odrzucają adresy
prywatne. Przypisując adresy w niepublicznym intranecie, sieci testowej lub
domowej, można używać tych adresów zamiast adresów globalnie unikatowych.
Jak widać na rysunku, prywatnych adresów IP można używać jednocześnie
z adresami publicznymi. Dzięki temu więcej adresów publicznych może zostać
wykorzystanych do połączeń wewnętrznych.
Podłączenie do Internetu sieci używającej adresów prywatnych wymaga
translacji adresów prywatnych na adresy publiczne. Proces translacji jest
określany jako translacja adresów sieciowych NAT (Network Address
Translation). Zwykle proces translacji NAT jest wykonywany przez router.
Technika NAT, razem z technikami CIDR i IPv6, zostanie szczegółowo opisana w
dalszej części materiałów szkoleniowych.