IPv4 est le schéma d'adressage Internet standard depuis le déploiement de la première version sur ARPANET en 1983. Successeur d'IPv4, IPv6 a été normalisé en 2017, mais son adoption est toujours lente, malgré le fait que les versions préliminaires soient publiques depuis 1998. Le passage à IPv6 est considéré comme urgent car l'espace d'adressage IPv4 disponible est épuisé.
Conception IPv4
IPv4 utilise un espace d'adressage de 32 bits qui permet un total de 2^32 adresses IP, soit 4 294 967 296 adresses uniques possibles.
Les adresses IPv4 sont généralement affichées dans la notation à quatre points qui se compose de quatre octets binaires, au format décimal, chacun séparé par un point. Par exemple, 172.67.69.195 est 10101100.01000011.01000101.11000011 en binaire. En raison de cette conception, chaque octet ne peut être compris qu'entre 0 et 255.
Épuisement des adresses IPv4
Au début, la structure des réseaux dans IPv4 a été divisée en classes, principalement A, B et C. Un réseau de classe A utilisait le premier octet pour définir le réseau, tous les autres bits étant attribuables aux hôtes, cela permet 128 réseaux possibles, chacun avec plus de 16 millions d'hôtes. Un réseau de classe B utilisait les deux premiers octets comme adresse réseau et les deux derniers comme adresses hôtes, permettant ainsi plus de 16 000 réseaux de plus de 65 000 hôtes. Enfin, les réseaux de classe C utilisaient les trois premiers octets pour l'adresse réseau et le dernier octet pour les adresses hôtes, permettant ainsi plus de 2 millions de réseaux jusqu'à 256 hôtes.
À l'origine, si une entreprise avait besoin d'adresses IP, elle pouvait demander un réseau de classe C à un fournisseur régional, s'ils n'avaient pas besoin de tout cet espace, ils l'avaient quand même, s'ils avaient besoin de plus, ils recevaient une classe B réseau. Quelques entreprises se sont même vu attribuer des réseaux de classe A, notamment Apple, Ford, le service postal américain, AT&T et Comcast. Le département américain de la Défense s'est vu attribuer 13 réseaux de classe A.
Au fil du temps, il a été déterminé qu'une telle approche conduirait rapidement à une pénurie d'adresses à attribuer dans le système d'adresses. Une nouvelle procédure appelée CIDR, ou Classless Inter-Domain Routing a été créée pour permettre l'allocation de blocs d'adresses IP de tailles arbitraires. Cela a évité l'épuisement éventuel du pool d'adresses.
Un autre outil pour réduire l'utilisation des adresses IP consistait à spécifier des plages d'adresses IP privées pouvant être utilisées en interne mais ne pouvant pas être utilisées sur Internet. Cette approche a permis à tous les réseaux internes d'utiliser les mêmes schémas d'adressage avec seulement un petit sacrifice à l'espace d'adressage utilisable. La plage de réseau privé la plus courante est probablement celle que vous avez sur votre réseau domestique. Il commence à partir de 192.168.0.0 et passe à 192.168.255.255.
Cette technique signifie que la passerelle Internet telle que votre routeur domestique est désormais le seul appareil de votre réseau avec une adresse IP publique. Votre routeur traduit tout le trafic entrant et détermine à quel hôte il doit être envoyé dans votre réseau via deux processus appelés NAT et PAT. NAT est la traduction d'adresses réseau et PAT est la traduction d'adresses de port, combinés, ils sont utilisés par le routeur pour permettre à vos appareils d'ouvrir des services sur Internet sans avoir directement une IP publique adresse.
Malgré tous les efforts possibles pour éviter l'épuisement des adresses IPv4, tous les bureaux d'enregistrement régionaux ont désormais épuisé leurs fourniture d'adresses IPv4 non allouées, la dernière adresse non allouée étant allouée le 25 novembre 2019. Les 4 294 967 296 adresses IP ont été attribuées. Les bureaux d'enregistrement régionaux ne peuvent réaffecter que les adresses IP qui leur sont renvoyées. Le passage à IPv6 est désormais essentiel pour garantir que chaque appareil qui a besoin d'une adresse puisse en obtenir une. IPv6 utilise un schéma d'adressage beaucoup plus long, qui fournit une réserve essentiellement inépuisable d'adresses IP.