IP Address คืออะไร? อธิบาย IPv4, IPv6, Public และ Private IP

IP Address คืออะไร?

IP address หรือ Internet Protocol address คือหมายเลขระบุตัวตนของอุปกรณ์บนเครือข่าย ทำหน้าที่คล้ายที่อยู่ผู้ส่งและที่อยู่ปลายทางของข้อมูลดิจิทัล

Internet Protocol ทำให้ packet มีข้อมูลที่จำเป็นพอสำหรับเดินทางผ่านเครือข่ายภายใน ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต ศูนย์ข้อมูล และเครือข่ายหลักระดับโลก

เวอร์ชันหลักที่ใช้ในชีวิตประจำวันมีสองแบบคือ IPv4 ซึ่งเก่ากว่าและยังพบได้ทั่วไป และ IPv6 ซึ่งออกแบบมาเพื่อรองรับจำนวน address ที่มากขึ้นมหาศาล

IPv4 - มาตรฐานดั้งเดิม

IPv4 เป็นแกนหลักของอินเทอร์เน็ตมาตั้งแต่ยุคแรกของ TCP/IP โดยใช้ address ขนาด 32 บิต เขียนเป็นเลขฐานสิบ 4 ชุดคั่นด้วยจุด

IPv4 format: X.X.X.X (each X is 0-255)

Examples:
  192.168.1.1       -> Private address, often a home router
  8.8.8.8           -> Public address, Google DNS
  10.0.0.1          -> Private address, common in offices
  172.217.14.206    -> Public address, a Google server
  127.0.0.1         -> Loopback address, your own machine

Binary representation:
  192.168.1.1 = 11000000.10101000.00000001.00000001

Each octet: 8 bits x 4 octets = 32 bits total
Total possible addresses: 2^32 = 4,294,967,296

IPv4 แทนค่าได้ประมาณ 4.3 พันล้าน address ซึ่งเคยดูเยอะมาก แต่โทรศัพท์ แล็ปท็อป เซิร์ฟเวอร์ เครื่องเสมือน เราเตอร์ และอุปกรณ์ IoT ใช้พื้นที่ address จนแทบหมด นี่คือเหตุผลที่ private address, NAT และ IPv6 มีความสำคัญ

IPv4 Address Classes

เดิมที IPv4 ถูกแบ่งเป็น address class ปัจจุบันเครือข่ายส่วนใหญ่ใช้ CIDR แทนแล้ว แต่ class แบบเดิมยังช่วยให้เข้าใจพื้นฐานได้ดี

IPv6 - รุ่นถัดไป

IPv6 ใช้ address ขนาด 128 บิตและเขียนด้วยเลขฐานสิบหก ถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหา IPv4 ไม่เพียงพอและช่วยให้เครือข่ายยุคใหม่ขยายตัวได้ง่ายขึ้น

IPv6 format: eight groups of hexadecimal digits

Full notation:
  2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

Compressed notation:
  2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

Examples:
  ::1                    -> Loopback address
  fe80::1                -> Link-local address
  2606:4700:4700::1111   -> Cloudflare DNS
  2001:4860:4860::8888   -> Google DNS

Address space:
  128 bits = about 340 undecillion addresses

• มีพื้นที่ address ใหญ่มากสำหรับการเชื่อมต่อระดับโลก
• ตั้งค่าอุปกรณ์เข้าร่วมเครือข่ายได้สะดวกขึ้น
• header ของ packet เรียบง่ายขึ้นเพื่อช่วยให้ routing มีประสิทธิภาพ
• รองรับการเชื่อมต่อแบบ end-to-end ได้ดีขึ้นโดยไม่ต้องพึ่ง NAT หนัก
• รองรับคุณสมบัติด้านความปลอดภัยเครือข่ายสมัยใหม่

เปรียบเทียบ IPv4 กับ IPv6

Public IP เทียบกับ Private IP

Public IP คือ address ที่เข้าถึงได้บนอินเทอร์เน็ต ส่วน private IP ใช้ภายในเครือข่ายท้องถิ่นและไม่ถูก route โดยตรงบนอินเทอร์เน็ตสาธารณะ

ช่วง private IPv4 ที่พบบ่อย

Static IP เทียบกับ Dynamic IP

IP address อาจเป็นแบบ static หรือ dynamic ความต่างคือวิธีที่ address ถูกกำหนดและ address นั้นเปลี่ยนตามเวลาหรือไม่

การสื่อสารผ่าน IP ทำงานอย่างไร

เมื่อคุณเปิดเว็บไซต์ อุปกรณ์ไม่ได้ส่งข้อมูลไปยังชื่อเว็บโดยตรง แต่จะแปลงชื่อนั้นเป็น IP address ก่อน แล้วจึงส่ง packet ไปยังปลายทาง

1. You enter www.example.com in a browser
2. DNS resolves the name to an IP address such as 93.184.216.34
3. Your device creates packets with:
   Source IP:      your device or router public IP
   Destination IP: 93.184.216.34
4. Routers forward the packets hop by hop across networks
5. The web server sends response packets back to your IP
6. Your router uses NAT to deliver the response to the correct device

Subnets และ CIDR Notation

Subnet คือการแบ่งเครือข่าย IP ออกเป็นช่วงย่อย ๆ ส่วน CIDR notation เช่น /24 ใช้บอกว่ามีกี่บิตที่เป็นส่วนของ network

Example network:

IP address:      192.168.1.100
Subnet mask:     255.255.255.0
CIDR notation:   192.168.1.0/24

Network address: 192.168.1.0
Broadcast:       192.168.1.255
Usable hosts:    192.168.1.1 - 192.168.1.254

Common CIDR blocks:
  /8   -> 16,777,214 usable IPv4 hosts
  /16  -> 65,534 usable IPv4 hosts
  /24  -> 254 usable IPv4 hosts
  /32  -> one exact IPv4 address

NAT - อุปกรณ์หลายเครื่องแชร์ IP เดียวได้อย่างไร

NAT หรือ Network Address Translation ทำให้อุปกรณ์ private หลายเครื่องแชร์ public IPv4 address เดียวกันได้ และกลายเป็นเรื่องจำเป็นเพราะ public IPv4 มีจำกัด

Private network:

Laptop       192.168.1.20
Phone        192.168.1.21
Game console 192.168.1.22

Router private IP: 192.168.1.1
Router public IP:  73.42.115.200

To websites, all three devices can appear as:
  73.42.115.200

The router tracks connections and forwards replies back
to the correct private device.

NAT มีประโยชน์มาก แต่ทำให้การเชื่อมต่อแบบ peer-to-peer, การเปิดบริการจากภายนอก, เกม, VoIP และ remote access ซับซ้อนขึ้น เพราะระบบภายนอกไม่สามารถเข้าถึงอุปกรณ์ private ได้โดยตรงหากไม่มี port forwarding หรือเทคนิคที่เกี่ยวข้อง

IP Geolocation - IP ของคุณบอกอะไรได้บ้าง

IP address อาจบอกตำแหน่งเครือข่ายและผู้ให้บริการได้แบบคร่าว ๆ แต่โดยทั่วไปไม่สามารถระบุที่อยู่บ้านแบบละเอียดได้จาก IP เพียงอย่างเดียว

การปกป้อง IP Address

การใช้อินเทอร์เน็ตตามปกติจำเป็นต้องมี IP address แต่คุณลดข้อมูลที่ public IP เปิดเผยได้

วิธีดู IP Address ของคุณ

Public IP คือ address ที่เว็บไซต์มองเห็น ส่วน private IP คือ address ที่อุปกรณ์ของคุณใช้ในเครือข่ายภายใน

Find your public IP:

Browser:
  Use a What Is My IP tool

Terminal:
  curl ifconfig.me
  curl ipinfo.io/ip
  curl https://api.ipify.org

PowerShell:
  (Invoke-WebRequest -Uri "https://api.ipify.org").Content

Find your private IP:

Windows:
  ipconfig

macOS:
  ifconfig
  ipconfig getifaddr en0

Linux:
  ip addr
  hostname -I

แหล่งอ้างอิง

• RFC 791 - Internet Protocol
• RFC 8200 - Internet Protocol, Version 6 (IPv6)
• RFC 1918 - Address Allocation for Private Internets
• RFC 3022 - Traditional IP Network Address Translator
• Google IPv6 adoption statistics