IPv4 je standardna shema internetskog adresiranja otkako je prva verzija postavljena na ARPANET 1983. godine. Nasljednik IPv4, IPv6 standardiziran je 2017., ali se još uvijek suočava sa sporim usvajanjem, unatoč tome što su nacrtne verzije javne od 1998. godine. Prijelaz na IPv6 smatra se hitnim jer je raspoloživi IPv4 adresni prostor iscrpljen.
IPv4 dizajn
IPv4 koristi 32-bitni adresni prostor koji omogućuje ukupno 2^32 IP adrese, što je 4,294,967,296 mogućih jedinstvenih adresa.
IPv4 adrese obično su prikazane u točkastom četverostrukom zapisu koji se sastoji od četiri binarna okteta, u decimalnom formatu, od kojih je svaki odvojen točkom. Na primjer, 172.67.69.195 je 10101100.01000011.01000101.11000011 u binarnom obliku. Zbog ovog dizajna, svaki oktet može biti samo između 0 i 255.
Iscrpljenost IPv4 adrese
U početku je struktura mreža u IPv4 bila podijeljena na klase, prvenstveno A, B i C. Mreža klase A koristila je prvi oktet za definiranje mreže, sa svim ostalim bitovima koji se mogu dodijeliti hostovima, što omogućuje 128 mogućih mreža, svaka s više od 16 milijuna hostova. Mreža klase B koristila je prva dva okteta kao mrežnu adresu, a posljednja dva kao adrese domaćina, što je omogućilo više od 16 tisuća mreža s više od 65 tisuća hostova. Konačno, mreže klase C koristile su prva tri okteta za mrežnu adresu, a posljednji oktet za adrese domaćina, dopuštajući više od 2 milijuna mreža do 256 hostova.
Izvorno, ako je tvrtka zahtijevala IP adrese, mogla je zatražiti mrežu klase C od regionalnog pružatelja usluga, ako im nije trebao sav taj prostor, ipak su ga dobili, ako im je trebalo više, dobili su klasu B mreža. Nekoliko tvrtki je čak dodijeljeno mrežama klase A, uključujući Apple, Ford, Poštansku službu SAD-a, AT&T i Comcast. Američkom ministarstvu obrane dodijeljeno je 13 mreža klase A.
S vremenom je utvrđeno da će takav pristup brzo dovesti do toga da shema adresa ostane bez adresa koje treba dodijeliti. Stvorena je nova procedura nazvana CIDR ili bezklasno usmjeravanje među domenama koja je omogućila dodjeljivanje blokova IP adresa proizvoljnih veličina. To je spriječilo eventualno iscrpljivanje adresnog bazena.
Drugi alat za smanjenje korištenja IP adresa bio je određivanje privatnih raspona IP adresa koji se mogu koristiti interno, ali se ne mogu koristiti na internetu. Ovaj pristup je omogućio svim internim mrežama da koriste iste sheme adresiranja uz samo malu žrtvu korisnog adresnog prostora. Najčešći raspon privatne mreže vjerojatno je onaj koji imate na svojoj kućnoj mreži. Počinje od 192.168.0.0 i ide na 192.168.255.255.
Ova tehnika znači da je internetski pristupnik kao što je vaš kućni usmjerivač sada jedini uređaj u vašoj mreži s javnom IP adresom. Vaš usmjerivač prevodi sav dolazni promet i utvrđuje kojem hostu treba biti poslan u vašoj mreži kroz dva procesa nazvana NAT i PAT. NAT je prijevod mrežne adrese, a PAT je prijevod adrese porta, u kombinaciji ih koristi usmjerivač kako bi se vašim uređajima omogućilo otvaranje usluga na internetu, a da izravno nemaju javni IP adresa.
Unatoč svim mogućim naporima da se spriječi iscrpljivanje IPv4 adresa, svi su regionalni registri iscrpili svoje isporuka nedodijeljenih IPv4 adresa, pri čemu je posljednja nedodijeljena adresa dodijeljena 25. studenog 2019. Dodijeljeno je svih 4.294.967.296 IP adresa. Regionalni matičari mogu preraspodijeliti samo IP adrese koje su im vraćene. Prelazak na IPv6 sada je ključan kako bi se osiguralo da svaki uređaj koji treba adresu može dobiti. IPv6 koristi mnogo dužu shemu adresiranja, koja pruža u biti neiscrpnu zalihu IP adresa.