IPv4 har været standard internetadresseringsskema siden den første version blev implementeret på ARPANET i 1983. IPv4's efterfølger, IPv6 blev standardiseret i 2017, men står stadig over for langsom optagelse, på trods af at udkast til versioner har været offentlige siden 1998. Skiftet til IPv6 ses som presserende, da det tilgængelige IPv4-adresserum er opbrugt.
IPv4 design
IPv4 bruger et 32-bit adresserum, som giver mulighed for i alt 2^32 IP-adresser, det er 4.294.967.296 mulige unikke adresser.
IPv4-adresser vises typisk i prikket-quad-notationen, som består af fire binære oktetter, i decimalformat, hver adskilt af et punktum. For eksempel er 172.67.69.195 10101100.01000011.01000101.11000011 i binær. På grund af dette design kan hver oktet kun være mellem 0 og 255.
IPv4-adresseudmattelse
Tidligt blev strukturen af netværk i IPv4 opdelt i klasser, primært A, B og C. Et klasse A-netværk brugte den første oktet til at definere netværket, hvor alle andre bits kan tildeles værter, hvilket giver mulighed for 128 mulige netværk, hver med mere end 16 millioner værter. Et klasse B-netværk brugte de første to oktetter som netværksadresse og de sidste to som værtsadresser, hvilket muliggjorde mere end 16 tusinde netværk med mere end 65 tusind værter. Endelig brugte klasse C-netværk de første tre oktetter til netværksadressen og den sidste oktet til værtsadresser, hvilket giver mulighed for mere end 2 millioner netværk med op til 256 værter.
Oprindeligt, hvis en virksomhed havde brug for IP-adresser, kunne de anmode om et klasse C-netværk fra en regional udbyder, hvis de ikke havde brug for al den plads, fik de det stadig, hvis de havde brug for mere, fik de en klasse B netværk. Nogle få virksomheder blev endda tildelt klasse A-netværk, herunder Apple, Ford, US Postal Service, AT&T og Comcast. Det amerikanske forsvarsministerium er tildelt 13 klasse A-netværk.
Med tiden blev det fastslået, at en sådan tilgang hurtigt ville føre til, at adresseordningen løb tør for adresser, der skulle tildeles. En ny procedure kaldet CIDR eller Classless Inter-Domain Routing blev oprettet, som gjorde det muligt at allokere blokke af IP-adresser af vilkårlige størrelser. Dette afværgede den eventuelle udmattelse af adressepuljen.
Et andet værktøj til at reducere brugen af IP-adresser var at specificere private IP-adresseområder, der kunne bruges internt, men som ikke kunne bruges på internettet. Denne tilgang gjorde det muligt for alle interne netværk at bruge de samme adresseringsskemaer med kun en lille ofre for det brugbare adresserum. Den mest almindelige rækkevidde for private netværk er sandsynligvis den, du har på dit hjemmenetværk. Den starter fra 192.168.0.0 og går til 192.168.255.255.
Denne teknik betød, at internetgatewayen, såsom din hjemmerouter, nu er den eneste enhed i dit netværk med en offentlig IP-adresse. Din router oversætter al indgående trafik og finder ud af, hvilken vært den skal sendes til i dit netværk gennem to processer kaldet NAT og PAT. NAT er Network Address Translation, og PAT er Port Address Translation, kombineret bruges de af router for at give dine enheder mulighed for at åbne tjenester til internettet, mens de ikke direkte har en offentlig IP adresse.
På trods af alle mulige bestræbelser på at afværge udmattelse af IPv4-adresser, har alle regionale registratorer nu opbrugt deres levering af ikke-allokerede IPv4-adresser, hvor den sidste ikke-allokerede adresse tildeles den 25. november 2019. Alle 4.294.967.296 IP-adresser er blevet tildelt. Regionale registratorer kan kun omallokere IP-adresser, der returneres til dem. Skiftet til IPv6 er nu afgørende for at sikre, at enhver enhed, der har brug for en adresse, kan få en. IPv6 bruger et meget længere adresseringsskema, der giver et stort set uudtømmeligt udbud af IP-adresser.