IP manzil va port: IPv4, IPv6, NAT va localhost

Qisqacha: IP manzil — tarmoqdagi qurilmaning raqamli manzili, masalan 192.168.1.5. Port esa shu qurilma ichidagi aniq dasturning "xona raqami", masalan 3000. Paket IP bo'yicha kompyuterga, port bo'yicha esa kerakli dasturga yetib boradi.

Bu darsda

• IPv4 va IPv6 manzillarni o'qiy olasiz va nega ikkalasi borligini tushunasiz.
• Public va private IP farqini, NAT qanday ishlashini bilasiz.
• localhost, 127.0.0.1 va 0.0.0.0 ni adashtirmaysiz.
• Mashhur portlarni (22, 80, 443, 3000, 5432) taniysiz.
• ipconfig, curl va netstat bilan o'z manzillaringizni va ulanishlaringizni ko'ra olasiz.

Oldin bilishingiz kerak: Tarmoq va Internet nima, Nega 0 va 1: ikkilik sanoq sistemasi, Jarayonlar va band portlar.

1. Nega bu kerak?

Oldingi darsda ma'lumot paketlarga bo'linib yurishini ko'rdik. Har bir paketning "konverti" bor edi. Lekin konvertga nima yoziladi? Router paketni qayerga olib borishni qanday biladi?

Ikkinchi savol. Siz bir vaqtda Telegram'da yozishyapsiz, brauzerda video ko'ryapsiz va musiqa tinglayapsiz. Hammasi bitta Wi-Fi orqali keladi. Kompyuter qaysi paket Telegram'niki, qaysi biri brauzerniki ekanini qayerdan biladi?

Uchinchi vaziyat — dasturchilik hayotidan. Jasur kompyuterida sayt yasadi va brauzerda http://localhost:3000 ni ochdi. Hammasi ishlayapti. Keyin saytni telefonidan ko'rmoqchi bo'ldi — ochilmadi. Do'stiga manzilni yubordi — u ham ocha olmadi. Nega?

Uchala savolga javob bitta: IP manzil va port.

2. IP manzil nima?

2.1 Tarmoqdagi uy manzili

Jarayonlar darsida o'xshatishni ko'rgan edik: kompyuter — ko'p qavatli biznes-markaz. Binoning bitta manzili bor, ichida esa raqamlangan xonalar. Bugun ikkalasini ham batafsil ko'ramiz.

IP manzil (IP address) — tarmoqdagi qurilmaning raqamli manzili. IP — Internet Protocol, ya'ni "internet qoidalari to'plami". Router har bir paket konvertidagi IP manzilga qarab uni qayerga yuborishni hal qiladi. Xuddi pochtachi konvertdagi ko'cha va uy raqamiga qaragandek.

2.2 IPv4: to'rtta son

Eng keng tarqalgan ko'rinish — IPv4 (4-versiya). U nuqta bilan ajratilgan to'rtta sondan iborat:

192.168.1.5
104.20.23.154

Har bir son 0 dan 255 gacha bo'ladi. Nega aynan 255? Chunki har bir son — 8 bit, ya'ni bir bayt. Ikkilik sanoq darsidan eslang: 8 bit bilan 2⁸ = 256 xil qiymat yoziladi, 0 dan 255 gacha.

192      .168      .1        .5
11000000  10101000  00000001  00000101

Kompyuter uchun IPv4 manzil — shunchaki 32 ta nol va bir. Nuqtali ko'rinish odamlar o'qishi uchun.

32 bit bilan jami 2³² ≈ 4,3 milliard xil manzil yozish mumkin. 1981-yilda bu juda katta son tuyulgan. Bugun esa dunyoda telefon, noutbuk, televizor va "aqlli" choynaklar soni bundan ancha ko'p. IPv4 manzillari 2010-yillarda tugab qoldi.

Tekshirib ko'ring: 192.168.1.300 to'g'ri IPv4 manzilmi?

2.3 IPv6: katta zaxira

Manzillar tugagani uchun yangi versiya yaratildi — IPv6. Unda manzil 128 bit. Bu shunchalik ko'pki, 2¹²⁸ ni o'qib bo'lmaydi: taxminan 34 dan keyin 37 ta nol. Yer yuzidagi har bir qum donasiga milliardlab manzil yetadi.

IPv6 manzil 8 ta guruhdan iborat. Guruhlar ikki nuqta bilan ajratiladi va o'n oltilik sanoqda yoziladi. Masalan, example.com saytining haqiqiy IPv6 manzili:

2606:4700:10::6814:179a

Qisqa bo'lishi uchun ikkita qoida bor:

• Guruh boshidagi nollar tashlab yoziladi: 0010 → 10.
• Ketma-ket turgan nol guruhlar :: bilan almashtiriladi. Buni manzilda faqat bir marta qilish mumkin.

Shuning uchun 2606:4700:0010:0000:0000:0000:6814:179a va 2606:4700:10::6814:179a — bitta manzil.

Bugun IPv4 va IPv6 yonma-yon ishlaydi. Ko'p saytlarning ikkala manzili ham bor. Google ma'lumotiga ko'ra, uning foydalanuvchilarining qariyb yarmi hozir IPv6 orqali kiradi.

3. Public va private IP

3.1 Ikki xil manzil

IPv4 tugagan bo'lsa, qanday qilib har kuni millionlab yangi telefon internetga ulanyapti? Javobning birinchi qismi — manzillarning ikki turi.

Public IP (ochiq manzil) — butun internetda yagona bo'lgan manzil. Uni provayder beradi. Internetdagi boshqa kompyuterlar sizni shu manzil orqali ko'radi.

Private IP (ichki manzil) — faqat LAN ichida ishlaydigan manzil. Uni uydagi router beradi. Internetdan bu manzilga to'g'ridan-to'g'ri murojaat qilib bo'lmaydi.

O'xshatish: katta ofisning shahar telefon raqami bitta — bu public. Ofis ichida esa har bir xodimning ichki raqami bor: 105, 212 — bu private. Boshqa ofisda ham xuddi shu 105 raqami bo'lishi mumkin, chunki bu raqamlar faqat ofis ichida amal qiladi.

Private manzillar uchun uchta oraliq ajratilgan. Ularni boshqa hech kim internetda ishlatmaydi:

Shuning uchun sizning noutbukingiz 192.168.1.5, qo'shningizniki ham 192.168.1.5 bo'lishi mumkin — ular hech qachon to'qnashmaydi.

3.2 O'z manzilingizni ko'ring

Windows'da ipconfig buyrug'i qurilmaning tarmoq ma'lumotlarini chiqaradi. Wi-Fi bo'limi shunday ko'rinadi (qisqartirilgan):

ipconfig

Wireless LAN adapter Wi-Fi:

   Link-local IPv6 Address . . . . . : fe80::58d7:21eb:f146:579a%10
   IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 192.168.1.140
   Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
   Default Gateway . . . . . . . . . : 192.168.1.1

• IPv4 Address — kompyuterning LAN'dagi private manzili.
• Default Gateway — "asosiy darvoza", ya'ni routeringiz. Uydan tashqariga ketadigan hamma paket shu manzilga beriladi.
• fe80:: bilan boshlanadigan IPv6 — faqat shu LAN ichida ishlaydigan manzil.
• Subnet Mask — qaysi manzillar "o'z LAN'imiz" ekanini bildiradi. Hozircha unga e'tibor bermasangiz ham bo'ladi.

Linux va macOS'da shunga o'xshash buyruq — ip addr (macOS'da ifconfig).

Endi tashqi dunyo sizni qaysi manzil bilan ko'rayotganini bilamiz. PowerShell darsidan eslang: Windows PowerShell'da haqiqiy curl — curl.exe:

curl.exe ifconfig.me

203.0.113.45

(Sizda boshqa raqam chiqadi — bu sizning public IP manzilingiz. Namunada haqiqiy manzil o'rniga misol uchun ajratilgan manzil yozildi.) E'tibor bering: u 192.168... emas. Kompyuter o'zini bir manzil bilan biladi, internet esa uni boshqa manzil bilan ko'radi. Bu qanday bo'ladi?

4. NAT: bitta public IP — o'nlab qurilma

4.1 Router "tarjimon" bo'ladi

Uyingizda telefon, noutbuk va televizor bor. Provayder esa routerga faqat bitta public IP beradi. Hammasi bitta manzil orqali qanday chiqadi?

NAT (Network Address Translation — manzil tarjimasi) — routerning ichki manzillarni o'zining public manziliga almashtirib, javoblarni esa to'g'ri qurilmaga qaytarib berish usuli.

O'xshatish: ofis kotibasi. Xodim 105-raqamdan tashqariga qo'ng'iroq qiladi. Tashqaridagi odam faqat ofisning umumiy raqamini ko'radi. Javob qo'ng'irog'i kelganda kotiba daftariga qaraydi va uni yana 105-raqamga ulaydi.

sequenceDiagram
    participant N as Noutbuk<br/>192.168.1.140
    participant R as Router<br/>203.0.113.45
    participant S as Server<br/>104.20.23.154
    N->>R: Kimdan: 192.168.1.140
    Note over R: Daftarga yozadi
    R->>S: Kimdan: 203.0.113.45
    S-->>R: Kimga: 203.0.113.45
    Note over R: Daftardan topadi
    R-->>N: Kimga: 192.168.1.140

Router "daftarini" qanday yuritadi? Har bir chiquvchi ulanishga alohida port raqamini beradi. Portni keyingi bo'limda ko'ramiz.

4.2 NAT'ning muhim oqibati

NAT bir tomonlama eshikka o'xshaydi. Siz ichkaridan istalgan saytga chiqa olasiz. Lekin tashqaridagi odam sizning noutbukingizga o'zi birinchi bo'lib murojaat qila olmaydi: router uni kimga ulashni bilmaydi.

Bu ham xavfsizlik uchun foydali, ham dasturchi uchun cheklov. Jasurning do'sti uning kompyuteridagi saytni ocha olmagani sababi shu. Sayt hamma uchun ochiq bo'lishi uchun uni public IP'si bor serverga qo'yish kerak. Buni birinchi deploy darsida qilamiz.

Maslahat: Ko'p provayderlar bitta public IP'ni hatto yuzlab mijozlar orasida bo'lishadi — bu provayder darajasidagi NAT. Oldingi darsdagi tracert natijasida 100.64.0.1 manzili bor edi: 100.64... – 100.127... oralig'i aynan shunday provayder NAT'i uchun ajratilgan.

Tekshirib ko'ring: Malika uyidagi noutbukda ipconfig yozdi va 192.168.0.7 ni ko'rdi. Dugonasi Andijonda xuddi shu manzilni ko'rdi. Bu muammomi?

5. Port: kompyuter ichidagi xona raqami

5.1 Portni eslaymiz

IP manzil paketni kompyuterga olib keldi. Endi uni qaysi dasturga berish kerak? Buni port hal qiladi.

Jarayonlar darsida port bilan tanishgansiz: bu 0 dan 65535 gacha son, u tarmoq xabari kompyuterdagi qaysi dasturga tegishli ekanini ko'rsatadi. Nega aynan 65535? Port 16 bit bilan yoziladi: 2¹⁶ = 65 536 xil qiymat, 0 dan 65535 gacha.

IP va port birga yoziladi, orasiga ikki nuqta qo'yiladi:

104.20.23.154:443
127.0.0.1:3000

Birinchisi — "shu kompyuterdagi 443-xona", ikkinchisi — "o'zimning kompyuterimdagi 3000-xona".

5.2 Mashhur portlar

Ba'zi portlar ma'lum xizmatlar uchun odat bo'lib qolgan. Server shu portda kutadi, mijoz ham aynan shu portga murojaat qiladi:

Bularni yodlash shart emas — kursda har biri bilan ishlaysiz va o'zi esda qoladi. SSH, DNS va bazalarni keyingi qismlarda o'rganamiz.

Portlar uch guruhga bo'linadi:

• 0–1023 — tizim portlari. Linux'da ularni egallash uchun administrator huquqi kerak.
• 1024–49151 — ro'yxatga olingan portlar. Dasturlar va bazalar ishlatadi.
• 49152–65535 — vaqtinchalik portlar. Ularni operatsion tizim o'zi tarqatadi.

5.3 Mijozning ham porti bor

Brauzer saytga ulanganda faqat server porti (443) ishlatiladi deb o'ylash mumkin. Aslida ulanishning ikkala uchida ham port bor. Mijoz tomonidagisini operatsion tizim vaqtinchalik tanlaydi. curl -v buni ko'rsatadi (haqiqiy chiqishdan bir qator):

* Established connection to example.com (104.20.23.154 port 443) from 192.168.1.140 port 61491

Tarjimasi: "example.com bilan ulanish o'rnatildi: u tomonda 104.20.23.154, 443-port; bu tomonda 192.168.1.140, 61491-port." Javob paketi aynan 61491-portga qaytadi — shunda kompyuter uni curl ga beradi, brauzerga emas.

Shu sababli brauzerda 20 ta tab ochiq bo'lsa ham, javoblar aralashib ketmaydi: har bir ulanishning o'z vaqtinchalik porti bor. NAT daftari ham shu portlarga tayanadi.

Tekshirib ko'ring: 192.168.1.140:61491 → 104.20.23.154:443 ulanishida qaysi tomon server? Qanday bildingiz?

6. localhost, 127.0.0.1 va 0.0.0.0

Bu uchtasi dasturchi hayotida har kuni uchraydi va eng ko'p adashtiriladi. Keling, sekin ko'ramiz.

6.1 127.0.0.1 — "o'zim"

Loopback (o'ziga qaytuvchi manzil) — kompyuterning o'zini ko'rsatadigan maxsus manzil. IPv4'da u 127.0.0.1, IPv6'da ::1. Unga yuborilgan paket tarmoqqa umuman chiqmaydi — kompyuter ichida aylanib, o'ziga qaytadi.

O'xshatish: o'zingizga yozgan xat. Pochtaga olib bormaysiz, shunchaki stol ustiga qo'yasiz.

6.2 localhost — "o'zim"ning nomi

localhost — loopback manzilning nomi. Brauzerda http://localhost:3000 yozsangiz, bu "o'zimning kompyuterimdagi 3000-portga ulan" degani.

Qiziq tomoni: localhost ham 127.0.0.1 ga, ham ::1 ga ishora qiladi. ping buni ko'rsatadi:

ping localhost

Pinging DESKTOP-AZIZ [::1] with 32 bytes of data:
Reply from ::1: time<1ms
Reply from ::1: time<1ms

Windows avval IPv6'dagi ::1 ni tanladi. time<1ms — paket tarmoqqa chiqmagani uchun javob darhol keldi. (DESKTOP-AZIZ o'rnida sizning kompyuteringiz nomi bo'ladi.)

6.3 0.0.0.0 — "hamma eshikdan kiring"

Kompyuterda bir nechta tarmoq ulanishi bo'lishi mumkin: loopback, Wi-Fi, kabel. Server ishga tushganda qaysi biridan kelgan so'rovlarni qabul qilishini tanlaydi. Bu tanlov "manzilga bog'lanish" deyiladi.

• Server 127.0.0.1:3000 ga bog'lansa — faqat shu kompyuterdan kirish mumkin.
• Server 0.0.0.0:3000 ga bog'lansa — "hamma tarmoq ulanishlarimdan" kirish mumkin: shu kompyuterdan ham, bir Wi-Fi'dagi telefondan ham.

Jarayonlar darsida ko'rgan :::3000 ham shu ma'noda: :: — IPv6'dagi "hamma manzillar".

0.0.0.0 — server uchun sozlama, borib ulanadigan manzil emas. Windows'da unga ulanib bo'lmaydi:

curl.exe http://0.0.0.0:3000

curl: (7) Failed to connect to 0.0.0.0 port 3000 after 0 ms: Could not connect to server

Server 0.0.0.0 da ishlayotgan bo'lsa ham, o'zingiz http://localhost:3000 ni, telefondan esa kompyuterning LAN manzilini ochasiz: http://192.168.1.140:3000.

Endi Jasurning muammosi aniq. Uning serveri 127.0.0.1 ga bog'langan edi — telefon kira olmadi. Do'sti esa umuman boshqa tarmoqda: NAT tufayli u Jasurning kompyuterini ko'ra olmaydi.

Diqqat: 0.0.0.0 da ishlayotgan server kafe yoki yotoqxona Wi-Fi'sidagi hamma uchun ochiq bo'ladi. Begona tarmoqda loyihangizni 0.0.0.0 da ishga tushirmang, ayniqsa unda haqiqiy ma'lumotlar bo'lsa.

Tekshirib ko'ring: Dastur "Server 0.0.0.0:5173 da ishlayapti" deb yozdi. Brauzerda qaysi manzilni ochasiz?

7. Ko'p uchraydigan xatolar

7.1 Server ishlamayapti: ECONNREFUSED

Node.js (JavaScript'ni kompyuterda ishga tushiradigan dastur, keyinroq o'rnatasiz) server bilan ulana olmasa, shunday yozadi:

connect ECONNREFUSED 127.0.0.1:3000

Tarjimasi: "Ulanish rad etildi: 127.0.0.1, 3000-port." ECONNREFUSED — Error CONNection REFUSED. Kompyuter topildi, lekin 3000-xonada hech kim yo'q. Sabab: server ishga tushirilmagan, to'xtab qolgan yoki boshqa portda ishlayapti. curl xuddi shu holatni boshqacha aytadi:

curl: (7) Failed to connect to localhost port 3001 after 2252 ms: Could not connect to server

Qoida: avval server terminalida xato bor-yo'qligini va port raqami to'g'riligini tekshiring.

7.2 Port band: EADDRINUSE

Buning teskarisi: xonada allaqachon kimdir bor. listen EADDRINUSE: address already in use :::3000. Uni qanday hal qilishni jarayonlar darsida o'rgangansiz.

7.3 Private IP'ni do'stga yuborish

http://192.168.1.140:3000 — faqat sizning Wi-Fi'ingizdagi qurilmalar uchun ishlaydi. Boshqa uydagi do'st bu manzilni ochsa, o'z tarmog'idan shu raqamli qurilmani qidiradi va hech narsa topmaydi.

7.4 Telefon bir Wi-Fi'da, lekin baribir ochilmaydi

Server 0.0.0.0 da, manzil to'g'ri, lekin telefon ocholmayapti. Ko'pincha sabab — Windows'ning himoya devori (firewall). Server birinchi marta ishga tushganda Windows ruxsat so'raydi. "Bekor qilish"ni bossangiz, tashqi ulanishlar to'siladi. Uy tarmog'i uchun (Private network) ruxsat bering.

7.5 localhost ba'zan ::1 bo'lib chiqadi

Baza faqat 127.0.0.1 da tinglayapti, dastur esa localhost orqali ::1 ga ulanmoqchi bo'ldi. Natija: ECONNREFUSED ::1:5432. Bu kamdan-kam uchraydi, lekin chalkashtiradi. Yechim: sozlamada localhost o'rniga 127.0.0.1 ni aniq yozing.

8. Mashqlar

1-mashq (oson): Manzilni tasniflang

Har bir manzil qaysi turdan: public, private yoki loopback?

1. 192.168.0.15
2. 8.8.8.8
3. 127.0.0.1
4. 10.20.30.40
5. ::1

2-mashq (o'rta): Ikki manzilingiz

1. ipconfig bilan kompyuteringizning IPv4 manzilini toping.
2. curl.exe ifconfig.me bilan public manzilingizni toping.
3. Ular bir xilmi? Nega?

3-mashq (qiyin): Ulanishlar tergovi

Brauzerda bir-ikki sayt oching. Keyin PowerShell'da yozing:

netstat -an -p tcp | findstr ESTABLISHED

findstr — pipe darsidagi grep ning Windows'dagi o'xshashi: faqat ESTABLISHED so'zi bor qatorlarni qoldiradi. Bitta qatorni tanlang va ayting: qaysi manzil siznikiki, qaysi biri serverniki, qaysi port vaqtinchalik?

Ishora: ESTABLISHED — "ulanish o'rnatilgan".

  TCP    192.168.1.140:49409    98.66.133.185:443      ESTABLISHED

9. Real ishda

• Baza manzili. Backend loyihada baza bilan ulanish odatda bitta qatorda yoziladi: postgres://ali:parol@localhost:5432/dokon. Ichida host (localhost) va port (5432) bor. Buni muhit o'zgaruvchilari orqali saqlaysiz.
• Saytni telefonda sinash. Vite (frontend loyiha vositasi, kursda o'rganamiz) --host bilan ishga tushsa, 0.0.0.0 ga bog'lanadi va telefoningiz uchun manzilni o'zi yozib beradi: Network: http://192.168.1.140:5173/.
• Server xavfsizligi. Haqiqiy serverda odatda faqat 22, 80 va 443-portlar tashqariga ochiq qoldiriladi. Baza porti (5432) internetga ochilmaydi — unga faqat server ichidan 127.0.0.1 orqali ulaniladi.
• Intervyu savoli: "localhost bilan 0.0.0.0 farqi nima?" yoki "NAT nima?" — bu darsdagi javoblar yetarli.

Xulosa

• IP manzil — qurilmaning tarmoqdagi manzili. IPv4 — 32 bit (192.168.1.5), IPv6 — 128 bit (2606:4700:10::6814:179a).
• Private IP faqat LAN ichida ishlaydi, public IP — butun internetda yagona.
• NAT — router bir public IP orqali uydagi hamma qurilmani internetga chiqaradi. Tashqaridan ichkariga esa o'zicha kirib bo'lmaydi.
• Port — kompyuter ichidagi dasturning "xona raqami" (0–65535). Ulanishning ikkala uchida ham port bor.
• 127.0.0.1 / ::1 / localhost — "o'zim". 0.0.0.0 — server uchun "hamma ulanishlardan qabul qil" sozlamasi.

Keyingi dars: Protokol qatlamlari: TCP va UDP — paketlar qanday qoidalar bilan yuboriladi va nega biri kafolatli, ikkinchisi esa tez.