كان IPv4 هو مخطط عناوين الإنترنت القياسي منذ نشر الإصدار الأول على ARPANET في عام 1983. خليفة IPv4 ، تم توحيد IPv6 في عام 2017 ولكنه لا يزال يواجه بطيئًا في الاستيعاب ، على الرغم من أن إصدارات المسودات أصبحت عامة منذ عام 1998. يعتبر الانتقال إلى IPv6 أمرًا ملحًا نظرًا لاستنفاد مساحة عنوان IPv4 المتاحة.
تصميم IPv4
يستخدم IPv4 مساحة عنوان 32 بت تسمح بإجمالي 2 ^ 32 عنوان IP ، أي 4،294،967،296 عنوانًا فريدًا ممكنًا.
عادةً ما يتم عرض عناوين IPv4 في التدوين الرباعي المنقط والذي يتكون من أربع ثماني بتات ثنائية ، بتنسيق عشري ، يفصل كل منها بنقطة. على سبيل المثال ، 172.67.69.195 هو 10101100.01000011.01000101.11000011 في النظام الثنائي. بسبب هذا التصميم ، يمكن أن تكون كل ثماني بتات فقط بين 0 و 255.
استنفاد عنوان IPv4
في وقت مبكر ، تم تقسيم بنية الشبكات في IPv4 إلى فئات ، بشكل أساسي A و B و C. استخدمت شبكة من الفئة A أول ثماني بتات لتعريف الشبكة ، مع تخصيص جميع وحدات البت الأخرى للمضيفين ، وهذا يسمح بوجود 128 شبكة ممكنة ، لكل منها أكثر من 16 مليون مضيف. استخدمت شبكة من الفئة B أول ثماني بتات كعنوان شبكة والأخرتين كعناوين مضيفة ، مما يسمح بوجود أكثر من 16 ألف شبكة تضم أكثر من 65 ألف مضيف. أخيرًا ، استخدمت شبكات الفئة C الثماني بتات الأولى لعنوان الشبكة ، والثانية الأخيرة لعناوين المضيف ، مما يسمح بأكثر من 2 مليون شبكة حتى 256 مضيفًا.
في الأصل ، إذا طلبت شركة عناوين IP ، فيمكنها طلب شبكة من الفئة C من مزود إقليمي ، إذا لم يكونوا بحاجة إلى كل هذه المساحة ، فلا يزالون يحصلون عليها ، وإذا كانوا بحاجة إلى المزيد ، فقد تم منحهم فئة ب شبكة الاتصال. تم تعيين عدد قليل من الشركات لشبكات من الفئة A ، بما في ذلك Apple و Ford و US Postal Service و AT&T و Comcast. تم تخصيص 13 شبكة من الفئة أ لوزارة الدفاع الأمريكية.
بمرور الوقت ، تقرر أن مثل هذا النهج سيؤدي بسرعة إلى نفاد العناوين المراد تخصيصها لمخطط العناوين. تم إنشاء إجراء جديد يسمى CIDR ، أو التوجيه بين المجالات دون فئات ، والذي سمح بتخصيص كتل من عناوين IP ذات الأحجام العشوائية. أدى هذا إلى تجنب استنفاد تجمع العناوين النهائي.
هناك أداة أخرى لتقليل استخدام عنوان IP وهي تحديد نطاقات عناوين IP الخاصة التي يمكن استخدامها داخليًا ولكن لا يمكن استخدامها على الإنترنت. سمح هذا النهج لجميع الشبكات الداخلية باستخدام نفس مخططات العنونة مع تضحية صغيرة فقط لمساحة العنوان القابلة للاستخدام. من المحتمل أن يكون نطاق الشبكة الخاصة الأكثر شيوعًا هو النطاق الموجود على شبكتك المنزلية. يبدأ من 192.168.0.0 وينتقل إلى 192.168.255.255.
تعني هذه التقنية أن بوابة الإنترنت مثل جهاز التوجيه المنزلي الخاص بك هي الجهاز الوحيد في شبكتك بعنوان IP عام. يقوم جهاز التوجيه الخاص بك بترجمة كل حركة المرور الواردة ويحدد المضيف الذي يجب إرسالها إليه في شبكتك من خلال عمليتين تسمى NAT و PAT. NAT هي ترجمة عنوان الشبكة ، و PAT هي ترجمة عنوان المنفذ ، يتم استخدامها معًا بواسطة جهاز توجيه للسماح لأجهزتك بفتح الخدمات على الإنترنت مع عدم وجود عنوان IP عام بشكل مباشر عنوان.
على الرغم من كل الجهود الممكنة لتفادي استنفاد عناوين IPv4 ، فقد استنفد جميع المسجلين الإقليميين توفير عناوين IPv4 غير المخصصة ، مع تخصيص آخر عنوان غير مخصص في 25 نوفمبر 2019. تم تخصيص جميع عناوين IP البالغ عددها 4،294،967،296. يمكن للمسجلين الإقليميين فقط إعادة تخصيص عناوين IP التي يتم إرجاعها إليهم. يعد الانتقال إلى IPv6 الآن أمرًا بالغ الأهمية لضمان أن كل جهاز يحتاج إلى عنوان يمكنه الحصول على واحد. يستخدم IPv6 نظام عنونة أطول بكثير ، والذي يوفر بشكل أساسي إمدادًا لا ينضب لعناوين IP.