RFC 791: IPv4 - Základy, které musí znát každý CCNA | Kurzy Cisco

Pokud se připravujete na certifikaci CCNA nebo CCNP, protokol IPv4 je nezbytností. V tomto průvodci rozebereme dokument RFC 791 – základní kámen internetu. Vysvětlíme adresování, hlavičku IPv4 paketu, směrování a subnetting. Vše jednoduše, lidsky a s praktickými příklady.

Co je RFC 791 a proč je stále aktuální?

RFC 791 je základní specifikace protokolu Internet Protocol verze 4 (IPv4), publikovaná v září 1981 jako nástupce staršího experimentálního protokolu. Tento dokument definuje způsob adresování, formát IP paketů a pravidla jejich přenosu přes síť. I když byl navržen před více než 40 lety, stále tvoří základ moderního internetu.

V RFC 791 je kladen důraz na jednoduchost, univerzálnost a možnost přenosu dat mezi různými typy sítí – od LAN až po satelitní spojení. Specifikace definuje standardní velikost hlavičky, fragmentaci, kontrolní součet a protokolové pole, které zajišťuje kompatibilitu s TCP, UDP, ICMP a dalšími vyššími vrstvami.

Struktura IPv4 adresy

IPv4 adresa se skládá z 32 bitů, které jsou obvykle rozděleny do čtyř oktetů a zapisují se v desítkové bodové notaci – například 192.168.0.1. Každé zařízení v síti musí mít jedinečnou IP adresu, která se skládá z:

• Network ID – identifikuje konkrétní síť
• Host ID – určuje konkrétní uzel (zařízení) v dané síti

K určení rozsahu sítě se používá subnetová maska. Například maska 255.255.255.0 (nebo zápis /24) znamená, že prvních 24 bitů patří síti a zbývajících 8 je určeno pro hosty.

Hlavička IPv4 paketu – co se děje v pozadí

IPv4 paket se skládá ze dvou hlavních částí – hlavičky a dat. Hlavička obsahuje informace potřebné pro směrování, fragmentaci, kontrolu integrity a interpretaci obsahu. Standardní hlavička IPv4 má 20 bajtů (160 bitů), ale může být prodloužena pomocí volitelných polí (options).

Hlavní pole hlavičky:

1. Version – číslo verze (v případě IPv4 = 4)
2. IHL – Internet Header Length – délka hlavičky ve 32bitových slovech
3. Type of Service – preference pro kvalitu služby (QoS)
4. Total Length – celková délka paketu včetně dat
5. Identification, Flags, Fragment Offset – parametry fragmentace
6. TTL – Time to Live – maximální počet přeskoků přes routery
7. Protocol – číslo protokolu vyšší vrstvy (např. TCP=6, UDP=17)
8. Header Checksum – kontrolní součet hlavičky
9. Source Address – IP adresa odesílatele
10. Destination Address – IP adresa příjemce

Wireshark příklad:
Internet Protocol Version 4
    Source: 192.168.1.10
    Destination: 8.8.8.8
    Time to live: 64
    Protocol: TCP (6)
    Header checksum: 0x5c9a

Směrování: Jak se IP pakety dostanou do cíle

Každý IP paket je nezávislý a směruje se samostatně. Routery čtou cílovou IP adresu a podle své směrovací tabulky rozhodují, kterým směrem se má paket vydat. Pokud směr není znám, paket se zahodí. Pokud TTL klesne na 0, paket se také zahodí a router odešle ICMP zprávu zpět odesílateli.

Cisco CLI příklad:
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1

RFC 791 definuje, že pokud je paket větší než maximální přenosová jednotka (MTU), musí být fragmentován. Fragmenty nesou stejné ID, ale liší se offsetem a příznaky.

Subnetting – základ efektivního plánování sítě

Subnetting umožňuje rozdělit IP prostor na menší části, čímž zlepšujeme přehlednost, bezpečnost a optimalizaci sítě. Díky subnetům dokážeme oddělit jednotlivá oddělení firmy nebo segmenty sítě.

Příklad subnettingu:
Síť: 192.168.1.0/24
Rozdělení na dvě podsítě:
 - 192.168.1.0/25 (adresy .0 – .127)
 - 192.168.1.128/25 (adresy .128 – .255)

Nejčastější otázky (FAQ)

1. Co je RFC 791?
   RFC 791 je dokument, který standardizuje protokol IPv4 – formát paketů, adresování a pravidla doručování.
2. Proč má IPv4 omezený počet adres?
   IPv4 má 32bitové adresy, což znamená maximálně 4 294 967 296 unikátních adres. V praxi je jich méně kvůli rezervám.
3. Co se stane, když TTL dosáhne nuly?
   Router zahodí paket a odešle ICMP zprávu o vypršení času odesílateli.
4. Jak poznám, že byl paket fragmentován?
   Podle polí Flags a Fragment Offset v hlavičce paketu, které identifikují rozdělené části.
5. Který protokol je uveden v poli Protocol, pokud jde o HTTP komunikaci?
   HTTP běží nad TCP, takže Protocol = 6.

Top 5 zajímavých faktů o RFC 791 a IPv4

1. RFC 791 vznikl v roce 1981 – a dodnes se používá v miliardách zařízení po celém světě.
2. IPv4 má limit jen 4,3 miliardy adres – proto vznikl IPv6 se 128bitovým prostorem.
3. Fragmentace paketů – IPv4 umožňuje rozdělit velké pakety na menší fragmenty, což není ve stejném rozsahu podporováno v IPv6.
4. Checksum jen pro hlavičku – kontrolní součet se počítá pouze pro hlavičku paketu, ne pro jeho data.
5. Možnost rozšíření pomocí volitelných polí (options) – i když jsou málo používaná, RFC 791 umožňuje přidávat další informace do hlavičky paketu.

Závěr

RFC 791 je základní dokument pro každého síťového technika. Popisuje, jak vypadá a chová se IPv4 paket, jaká má pravidla směrování a fragmentace. Bez jeho pochopení není možné zvládnout CCNA zkoušku nebo efektivně spravovat moderní síť.

Kurz NA0 - Administrace a návrh LAN/WAN TCP/IP sítí - základní koncepty

Kurz NA1 - Základy administrace sítí LAN/WAN a směrování v TCP/IP sítích

Jak začít programovat?

Úvod do programování pro každého bez předchozích znalostí.

Stáhněte si náš ebook teď výjimečně zdarma!!!

STÁHNOUT TEĎ

Viac informacií preberáme na kurze:

Kurz NA0 - Administrace a návrh LAN/WAN TCP/IP sítí - základní koncepty