IPv4 on olnud standardne Interneti-aadressi skeem alates esimese versiooni kasutuselevõtust ARPANETis 1983. aastal. IPv4 järglane IPv6 standarditi 2017. aastal, kuid selle kasutuselevõtt on endiselt aeglane, hoolimata sellest, et mustandi versioonid on olnud avalikud alates 1998. aastast. IPv6-le üleminekut peetakse kiireloomuliseks, kuna saadaolev IPv4 aadressiruum on ammendatud.
IPv4 disain
IPv4 kasutab 32-bitist aadressiruumi, mis võimaldab kokku 2^32 IP-aadressi, see on 4 294 967 296 võimalikku unikaalset aadressi.
IPv4-aadressid kuvatakse tavaliselt punktiirneljakujulisena, mis koosneb neljast kümnendvormingus kahendoktetist, millest igaüks on eraldatud punktiga. Näiteks 172.67.69.195 on kahendkoodis 10101100.01000011.01000101.11000011. Selle konstruktsiooni tõttu võib iga oktett olla ainult vahemikus 0 kuni 255.
IPv4 aadressi ammendumine
IPv4 võrkude struktuur oli alguses jagatud klassideks, peamiselt A, B ja C. A-klassi võrk kasutas võrgu määratlemiseks esimest oktetti, kusjuures kõik muud bitid olid hostidele määratavad, see võimaldab 128 võimalikku võrku, millest igaühes on rohkem kui 16 miljonit hosti. B-klassi võrk kasutas kahte esimest oktetti võrguaadressina ja kahte viimast hostiaadressidena, võimaldades rohkem kui 16 tuhande võrgu jaoks enam kui 65 tuhande hostiga. Lõpuks kasutasid C-klassi võrgud võrguaadresside jaoks kolme esimest oktetti ja hostiaadresside jaoks viimast oktetti, võimaldades rohkem kui 2 miljonit võrku kuni 256 hostiga.
Algselt, kui ettevõte nõudis IP-aadresse, võis ta taotleda C-klassi võrku piirkondlikult pakkujalt, kui nad kogu seda ruumi ei vajanud, said nad selle ikkagi, kui vajasid rohkem, anti neile B-klass võrku. Mõnele ettevõttele määrati isegi A-klassi võrgud, sealhulgas Apple, Ford, US Postal Service, AT&T ja Comcast. USA kaitseministeeriumile on määratud 13 A-klassi võrku.
Aja jooksul tehti kindlaks, et selline lähenemine viib kiiresti selleni, et aadressskeemil saavad määratavad aadressid otsa. Loodi uus protseduur nimega CIDR ehk Classless Inter-Domain Routing, mis võimaldas eraldada suvalise suurusega IP-aadressi plokke. See hoidis ära võimaliku aadresside kogumi ammendumise.
Teine tööriist IP-aadresside kasutamise vähendamiseks oli määrata privaatsed IP-aadressi vahemikud, mida saab kasutada sisemiselt, kuid mida ei saanud kasutada Internetis. See lähenemisviis võimaldas kõigil sisevõrkudel kasutada samu adresseerimisskeeme, kuid kasutatavale aadressiruumile oli vaid väike ohver. Kõige tavalisem privaatvõrgu leviala on tõenäoliselt see, mis on teie koduvõrgus. See algab 192.168.0.0 ja ulatub 192.168.255.255-ni.
See meetod tähendas, et Interneti-lüüs, näiteks teie koduruuter, on teie võrgus ainus avaliku IP-aadressiga seade. Teie ruuter tõlgib kogu sissetuleva liikluse ja selgitab välja, millisesse hosti see teie võrgus saata, kasutades kahte protsessi, mida nimetatakse NAT ja PAT. NAT on võrguaadresside tõlkimine ja PAT on pordiaadressi tõlkimine, kombineerituna kasutatakse neid ruuter, mis võimaldab teie seadmetel Interneti-teenuseid avada, ilma et neil oleks otse avalikku IP-d aadress.
Hoolimata kõigist võimalikest jõupingutustest IPv4-aadresside ammendumise ärahoidmiseks, on kõik piirkondlikud registripidajad nüüd oma võimalused ammendanud eraldamata IPv4 aadresside pakkumine, kusjuures viimane jaotamata aadress eraldati 25. novembril 2019. Kõik 4 294 967 296 IP-aadressi on määratud. Piirkondlikud registripidajad saavad ümber jaotada ainult neile tagastatud IP-aadresse. IPv6-le üleminek on nüüd ülioluline tagamaks, et iga aadressi vajav seade saaks selle hankida. IPv6 kasutab palju pikemat adresseerimisskeemi, mis pakub sisuliselt ammendamatut IP-aadresside pakkumist.