7 IP adresleme: IPv4 ve IPv6

İki bilgisayarın adresi 192.168.10.70 ve 192.168.10.130. İlk üç sayı aynı. Aynı ağda mıdırlar? Cevap verilen bilgiyle belirlenemez. Eksik olan tek şey prefix; haftanın konusu da tam olarak bu.

IPv4 ve IPv6 adresleme, private/public adresler ve prefix kavramının özeti.

Bu haftanın kapsamı

Sınavda sorulur: IPv4’ün 32 bit yapısı ve octet gösterimi; prefix’in ağ/host ayrımını belirlemesi; /24–/28 ile maske eşlemesi; private ve public IPv4; 169.254.0.0/16 link-local; 0.0.0.0/0 varsayılan rota; 255.255.255.255 limited broadcast; IPv4 multicast’in varlığı; IPv6’da 128 bit, hexadecimal, ::1, fe80::/10 ve dual stack.

Sınav dışı (bilgi amaçlı): IPv6 kısaltma alıştırmaları, IPv6 prefix hesabı, ayrıntılı IPv6 adres türleri, SLAAC/DHCPv6 yapılandırması.

7.1 Bu iki cihaz birbirine doğrudan ulaşabilir mi?

Bu soruyu her cihaz her paket için sorar ve cevabına göre iki farklı şey yapar:

Hedef benim prefix'imin içinde mi?
├─ Evet → doğrudan hedefe gönder
└─ Hayır → varsayılan ağ geçidine gönder

Cevabı belirleyen şey IP adresinin kendisi değil, prefix’tir. Bu hafta prefix’in ne olduğunu, gelecek hafta onunla nasıl hesap yapılacağını göreceğiz.

7.2 IPv4 adresi: 32 bit

IPv4 adresi 32 bittir. Okunabilirlik için 8 bitlik dört parçaya (octet) ayrılıp noktalı ondalık yazılır:

192        168        1          25
11000000   10101000   00000001   00011001

Her octet 0–255 arasında değer alır, çünkü 8 bit 00000000 ile 11111111 arasında, yani 0 ile 255 arasında değer üretir. Bu yüzden 192.168.1.300 diye bir adres olamaz.

Bu hafta adresleri sürekli binary’ye çevirmeyeceğiz. Binary fikrini yalnızca prefix’in neden var olduğunu anlamak için kullanıyoruz.

7.3 Vaka 1 — İlk üç octet aynı, ağ farklı

A: 192.168.10.70/26
B: 192.168.10.130/26

A cihazı B’yi aynı yerel ağda sanıyor ve doğrudan ulaşmaya çalışıyor. Başarısız oluyor.

7.3.1 Kanıt ne söylüyor

/26 prefix’i, adresin ilk 26 bitinin ağ bölümü olduğunu söyler. Geriye kalan 6 bit host bölümüdür. Son octette bu, ağın 64’lük bloklar hâlinde bölündüğü anlamına gelir:

0–63        ← ilk ağ
64–127      ← A burada
128–191     ← B burada
192–255

A ve B farklı ağlardadır. Aralarında iletişim kurmak için bir router gerekir.

Prefix “sona eklenen bir sayı” değildir

192.168.1.70/24 ile 192.168.1.70/26 aynı host adresini yazıyor gibi görünür ama ağ sınırları farklıdır. Bir cihazın “bu hedef benim ağımda mı?” kararı tamamen prefix’e bağlıdır. Prefix’i görmezden gelmek, bu dersteki en pahalı hatadır.

7.3.2 Prefix ile maske aynı bilginin iki yazımıdır

Prefix	Subnet maskesi
`/24`	`255.255.255.0`
`/25`	`255.255.255.128`
`/26`	`255.255.255.192`
`/27`	`255.255.255.224`
`/28`	`255.255.255.240`

Bu tabloyu gelecek hafta sürekli kullanacaksın. Şimdilik ikisinin aynı şeyi söylediğini bilmen yeterli.

7.4 Vaka 2 — `169.254.x.x` adresi

IPv4 Address : 169.254.42.17
Subnet Mask  : 255.255.0.0
Default Gateway :

7.4.1 Kanıt ne söylüyor

169.254.0.0/16 bloğu IPv4 link-local adreslemeye ayrılmıştır. Bu adresi hiçbir DHCP sunucusu dağıtmaz — cihaz DHCP’den cevap alamadığında kendi kendine seçer.

Windows dünyasında bu davranışa APIPA (Automatic Private IP Addressing) denir. Davranış Windows’a özgü değildir; “APIPA” adı Windows terminolojisiyle ilişkilidir.

Pratik sonuç: bu adresi gördüğünde şüphen doğrudan “DHCP’den yapılandırma alınamadı” olmalıdır. 9. haftada bu vakayı ayrıntısıyla çözeceğiz.

7.5 Vaka 3 — Aynı adres binlerce evde

Senin evin      : 192.168.1.10
Arkadaşının evi : 192.168.1.10

Çakışma yok. Neden?

7.5.1 Kanıt ne söylüyor

192.168.1.10 bir özel (private) adrestir. Özel adresler internette global olarak yönlendirilmez; yalnız yerel ağların içinde anlam taşır.

Blok	CIDR	Aralık
10’lu	`10.0.0.0/8`	`10.0.0.0` – `10.255.255.255`
172’li	`172.16.0.0/12`	`172.16.0.0` – `172.31``.255.255`
192.168’li	`192.168.0.0/16`	`192.168.0.0` – `192.168.255.255`

172’li bloğun sınırına dikkat: 172.16–172.31 arası özeldir, 172.32.x.x değildir. Bu, sınavda en sık yapılan sınır hatasıdır.

Public IPv4 ise internette global yönlendirme için tahsis edilen adreslerdir. Dikkat: public adres “güvenli olmayan adres” veya private adres “güvenli adres” anlamına gelmez — bu yalnız yönlendirme bağlamıdır. 9. haftada bu iki dünyayı birbirine bağlayan NAT’ı göreceğiz.

7.6 Tanıman gereken üç özel IPv4 değeri

7.6.1 `0.0.0.0/0` — varsayılan rota

Yönlendirme bağlamında tüm IPv4 hedeflerini kapsayan prefix’tir. Bir cihaza host adresi olarak atanmaz. 9. haftada şu satırı okuyacağız:

default via 192.168.1.1

Anlamı: “daha özel bir rota bulamazsan buraya gönder.”

7.6.2 `255.255.255.255` — limited broadcast

Yerel bağlantı bağlamında kullanılan IPv4 broadcast adresidir. Router’lar bunu başka ağlara yönlendirmez.

Üç farklı “herkes” adresini karıştırma

FF:FF:FF:FF:FF:FF bir MAC broadcast’idir (3. hafta). 255.255.255.255 bir IPv4 broadcast’idir. 192.168.1.255 ise 192.168.1.0/24 ağının kendi broadcast adresidir (8. hafta). Üçü farklı katmanlarda, farklı kapsamlarda çalışır.

7.6.3 `224.0.0.0/4` — IPv4 multicast

Multicast, bir mesajın belirli bir gruba iletilmesidir. Bu ders için multicast protokollerini öğrenmiyoruz; bilmen gereken tek şey multicast’in IPv6’ya özgü olmadığı, IPv4’te de bulunduğudur.

7.7 IPv6’yı tanıma düzeyi

IPv4 adres alanının tükenmesi IPv6’nın temel nedenlerindendir. IPv6 128 bit adres kullanır ve hexadecimal yazılır (Deering and Hinden 2017):

2001:db8:1234:5678:abcd:ef01:2345:6789

Bu derste IPv6 ayrıntılı hesap konusu değildir. Sınavda beklenen düzey görünce tanıma ve üç kavramı açıklamaktır:

Değer	Anlamı	IPv4 karşılığı
`::1`	IPv6 loopback	`127.0.0.1`
`fe80::/10`	IPv6 link-local blok	`169.254.0.0/16` fikrine yakın
Dual stack	IPv4 ve IPv6’yı birlikte kullanmak	—

Bir arayüzde global IPv6 adresi yanında bir fe80:: adresi görmek normaldir.

Bilgi amaçlı: IPv6 kısaltma

Baştaki sıfırlar atılabilir, ardışık sıfır grupları :: ile kısaltılabilir:

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
→ 2001:db8::1

Bir adreste :: yalnız bir kez kullanılır; aksi hâlde kaç grup atlandığı belirsizleşir. Kısaltma alıştırmaları sınav kapsamı dışındadır.

7.8 Ekranda ne gördük

> ipconfig
   IPv4 Address. . . : 192.168.20.45
   Subnet Mask . . . : 255.255.255.0     ← /24: ağım 192.168.20.0–255
   Default Gateway . : 192.168.20.1      ← prefix'imin içinde, doğru

   IPv6 Address. . . : 2001:db8::1a2b    ← global IPv6 (dual stack)
   Link-local IPv6 . : fe80::a1b2:c3d4   ← fe80::/10, normal

> ping ::1                               ← IPv6 loopback: kendi yığınım çalışıyor mu?
   Reply from ::1: time<1ms

Aynı arayüzde hem IPv4 hem IPv6 adresi bulunması dual stack’tir ve güncel ağlarda normaldir.

7.9 Gelecek haftaya köprü

Gelecek hafta prefix’i gerçek hesaplara dönüştüreceğiz. Sınıfa şu soruyla başlayacağız:

192.168.1.70/26 hangi ağdadır, broadcast adresi nedir, kullanılabilir host aralığı hangisidir?

Bu haftadan taşıman gereken tek şey: prefix ağın sınırını belirler.

7.10 Sınav provası

Önce kendi cevabını seç; sonra cevap anahtarında her şıkkın neden doğru veya yanlış olduğunu oku. Sınav maddeleri bu mantıkla yazılır.

Madde 1. IPv4 adresi kaç bittir ve her octet hangi aralıkta değer alır?

A. 32 bit; her octet 0–127
B. 128 bit; her octet 0–255
C. 32 bit; her octet 0–255
D. 32 bit; her octet 1–254
E. 64 bit; her octet 0–255

Madde 2. 192.168.1.25/26 içindeki /26 neyi belirtir?

A. Adresin 26. subnet’te olduğunu
B. Adresin 26 farklı subnete bölünebileceğini
C. Ağda en fazla 26 host bulunabileceğini
D. İlk 26 bitin ağ bölümü olduğunu, kalanın host bölümü olduğunu
E. Gateway adresinin .26 ile bittiğini

Madde 3. Aşağıdaki adreslerden hangisi özel (private) bir IPv4 adresi değildir?

A. 10.4.200.7
B. 192.168.100.5
C. 172.20.1.1
D. 10.255.255.254
E. 172.32.5.10

Madde 4. 169.254.10.20 adresi, DHCP kullanan küçük bir ağda hangi şüpheyi doğurur?

A. Cihaz DHCP’den yapılandırma alamamış, kendi link-local adresini seçmiştir
B. Cihaz IPv6 kullanmaya geçmiştir
C. Cihazın kablosu 100 m sınırını aşmıştır
D. Cihaz bir public IP adresi almıştır
E. Cihaza yanlış DNS sunucusu verilmiştir

Madde 5. 0.0.0.0/0 yönlendirme bağlamında neyi ifade eder?

A. Bir multicast grubunu
B. Tüm IPv4 hedeflerini kapsayan varsayılan rotayı
C. Cihazın henüz adres almadığını
D. Bir hizmetin tüm arayüzlerde dinlediğini
E. Yerel ağın broadcast adresini

Madde 6. IPv4’te multicast var mıdır?

A. Evet; ancak yalnız 10.0.0.0/8 içinde
B. Evet; 240.0.0.0/4 bloğu multicast içindir
C. Evet; 224.0.0.0/4 bloğu multicast için ayrılmıştır
D. Hayır; IPv4 yalnız unicast ve broadcast destekler
E. Hayır; multicast yalnız IPv6’ya özgüdür

Madde 7. IPv6 için bu derste bilinmesi gereken ::1 ve fe80::/10 neyi ifade eder?

A. ::1 broadcast; fe80::/10 public adres bloğu
B. ::1 multicast; fe80::/10 loopback bloğu
C. ::1 varsayılan rota; fe80::/10 multicast blok
D. ::1 loopback; fe80::/10 link-local blok
E. ::1 link-local; fe80::/10 loopback

Madde 8. Bir cihazın arayüzünde hem IPv4 hem IPv6 adresi bulunmasına ne denir?

A. Multicast
B. Tünelleme
C. Link-local
D. NAT
E. Dual stack

Cevaplar ve gerekçeler

Madde 1 — Doğru: C. IPv4 32 bittir; 8 bitlik dört octete ayrılır ve 8 bit 0–255 arası değer üretir.

A yanlış: 0–127 7 bitlik bir aralıktır; octet 8 bittir.
B yanlış: 128 bit IPv6’dır ve octet değil hexadecimal gruplarla yazılır. Cazip çeldirici.
D yanlış: Octet aralığı 0–255’tir; 0 ve 255 de geçerli octet değerleridir.
E yanlış: 64 bitlik bir IP sürümü bu derste yoktur.

Madde 2 — Doğru: D. Prefix, adresin kaç bitinin ağ bölümü olduğunu söyler.

A yanlış: Prefix bir sıra numarası değildir.
B yanlış: Prefix, bölünme sayısı değil ağ bölümünün bit uzunluğudur.
C yanlış: /26 toplam 64 adres üretir, klasik kullanımda 62 host. Prefix host sayısı değildir.
E yanlış: Prefix ile gateway adresi arasında böyle bir ilişki yoktur.

Madde 3 — Doğru: E. Özel aralık 172.16.0.0–172.31.255.255’tir. 172.32.x.x bu aralığın dışındadır; en sık yapılan sınır hatası budur.

A yanlış: 10.0.0.0/8 tamamen özeldir.
B yanlış: 192.168.0.0/16 tamamen özeldir.
C yanlış: 172.16–172.31 aralığındadır.
D yanlış: 10.0.0.0/8 aralığındadır, yani özel bir adrestir.

Madde 4 — Doğru: A. 169.254.0.0/16 link-local bloğudur ve hiçbir DHCP sunucusu bu adresi dağıtmaz.

B yanlış: 169.254.x.x bir IPv4 adresidir; IPv6 link-local karşılığı fe80::/10’dur.
C yanlış: Mesafe sorunu bağlantı kararsızlığı üretir, link-local adres değil.
D yanlış: 169.254.x.x public bir adres değildir.
E yanlış: Yanlış DNS durumunda cihazın geçerli bir IP’si olur, yalnız isim çözme bozulur.

Madde 5 — Doğru: B. Daha özel bir rota yoksa paketin gönderileceği yolu belirtir.

A yanlış: Multicast bloğu 224.0.0.0/4’tür.
C yanlış: Adres alamamış cihazın belirtisi 169.254.x.x’tir.
D yanlış: Sunucu yapılandırmasında 0.0.0.0 böyle kullanılabilir; ancak soru yönlendirme bağlamını istiyor.
E yanlış: Limited broadcast 255.255.255.255’tir.

Madde 6 — Doğru: C. Multicast IPv6’ya özgü değildir.

A yanlış: 10.0.0.0/8 özel unicast bloğudur.
B yanlış: 240.0.0.0/4 ayrılmış (reserved) bir bloktur; multicast 224.0.0.0/4’tür.
D yanlış: IPv4 multicast’i de destekler.
E yanlış: Bu yaygın bir yanlış bilgidir.

Madde 7 — Doğru: D. ::1, IPv4’teki 127.0.0.1 karşılığıdır; fe80::/10 yerel bağlantı adresleridir.

A yanlış: IPv6’da klasik broadcast yoktur; fe80:: global değildir.
B yanlış: IPv6 multicast ff00::/8 bloğundadır; tanımlar karışmış.
C yanlış: Kavramlar başka değerlerle karıştırılmış.
E yanlış: İkisinin tanımı yer değiştirmiş.

Madde 8 — Doğru: E. IPv4 ve IPv6’nın birlikte kullanılmasıdır; güncel ağlarda normaldir.

A yanlış: Multicast bir gruba iletim biçimidir.
B yanlış: Tünelleme bir protokolü diğerinin içinde taşımaktır; ikisinin yan yana çalışması dual stack’tir.
C yanlış: Link-local yalnız yerel bağlantıda geçerli bir adres türüdür.
D yanlış: NAT adres çevirisidir.

7.11 Tek sayfa özet

IPv4 32 bittir, dört octetle yazılır, her octet 0–255.
Prefix ağın sınırını belirler. Aynı adres farklı prefix’lerle farklı ağlara düşer.
Her cihaz her paket için sorar: hedef benim prefix’imin içinde mi? İçindeyse doğrudan, değilse ağ geçidine.
/24 = 255.255.255.0, /25 = .128, /26 = .192, /27 = .224, /28 = .240.
Özel bloklar: 10/8, 172.16/12, 192.168/16. Dikkat: 172.32.x.x özel değildir.
169.254.0.0/16 = DHCP’den yapılandırma alınamadı (APIPA).
0.0.0.0/0 varsayılan rota, 255.255.255.255 limited broadcast, 224.0.0.0/4 IPv4 multicast.
IPv6: 128 bit, hexadecimal, ::1 loopback, fe80::/10 link-local, dual stack ikisinin birlikte kullanımı.

7.12 Bu bölümün kazanımları

Bu bölümü bitiren öğrenci:

IPv4’ün 32 bit yapısını ve octet aralığını açıklar.
Prefix’in ağ/host ayrımını belirlediğini uygular.
Prefix ile subnet maskesini eşleştirir.
Private ve public IPv4 adreslerini ayırır.
169.254.0.0/16 link-local adresini yorumlar.
Özel IPv4 değerlerini (varsayılan rota, broadcast, multicast) tanır.
IPv6’yı tanıma düzeyinde açıklar (::1, fe80::/10, dual stack).

Kaynakça

Deering, S., and R. Hinden. 2017. Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification. RFC 8200. https://doi.org/10.17487/RFC8200.