IPv4は、1983年に最初のバージョンがARPANETに導入されて以来、標準のインターネットアドレス指定スキームとなっています。 IPv4の後継であるIPv6は、2017年に標準化されましたが、1998年以降ドラフト版が公開されているにもかかわらず、まだ普及が遅れています。 IPv6への移行は、利用可能なIPv4アドレス空間が使い果たされたため、緊急であると見なされています。
IPv4設計
IPv4は32ビットのアドレス空間を使用しており、合計2 ^ 32個のIPアドレス、つまり4,294,967,296個の可能な一意のアドレスを使用できます。
IPv4アドレスは通常、ピリオドで区切られた10進形式の4つのバイナリオクテットで構成されるドット付きクワッド表記で示されます。 たとえば、172.67.69.195は、バイナリでは10101100.01000011.01000101.11000011です。 この設計のため、各オクテットは0から255の間でのみ可能です。
IPv4アドレス枯渇
初期のIPv4のネットワーク構造は、主にA、B、およびCのクラスに分割されていました。 クラスAネットワークは、最初のオクテットを使用してネットワークを定義し、他のすべてのビットをホストに割り当てることができます。これにより、それぞれが1,600万を超えるホストを持つ128の可能なネットワークが可能になります。 クラスBネットワークは、最初の2つのオクテットをネットワークアドレスとして使用し、最後の2つをホストアドレスとして使用して、65,000を超えるホストの16,000を超えるネットワークを可能にしました。 最後に、クラスCネットワークは、ネットワークアドレスに最初の3オクテットを使用し、ホストアドレスに最後のオクテットを使用して、最大256ホストの200万を超えるネットワークを可能にしました。
元々、企業がIPアドレスを必要とする場合、地域のプロバイダーにクラスCネットワークを要求することができました。 そのスペースのすべてが必要でなかった場合でも、それを手に入れました。さらに必要な場合は、クラスBが与えられました。 通信網。 Apple、Ford、US Postal Service、AT＆T、Comcastなど、いくつかの企業にはクラスAネットワークが割り当てられていました。 米国国防総省には、13のクラスAネットワークが割り当てられています。
時間の経過とともに、そのようなアプローチは、割り当てられるアドレスが不足するアドレススキームにすぐにつながることが決定されました。 CIDRまたはクラスレスドメイン間ルーティングと呼ばれる新しい手順が作成され、任意のサイズのIPアドレスのブロックを割り当てることができました。 これにより、最終的なアドレスプールの枯渇が回避されました。
IPアドレスの使用を減らすための別のツールは、内部では使用できるがインターネットでは使用できないプライベートIPアドレスの範囲を指定することでした。 このアプローチにより、すべての内部ネットワークで同じアドレス指定スキームを使用でき、使用可能なアドレス空間をわずかに犠牲にするだけで済みます。 最も一般的なプライベートネットワークの範囲は、おそらくホームネットワーク上にあるものです。 192.168.0.0から始まり、192.168.255.255に進みます。
この手法は、ホームルーターなどのインターネットゲートウェイが、ネットワーク内でパブリックIPアドレスを持つ唯一のデバイスであることを意味します。 ルーターはすべての着信トラフィックを変換し、NATとPATと呼ばれる2つのプロセスを介して、ネットワーク内でどのホストに送信する必要があるかを判断します。 NATはネットワークアドレス変換であり、PATはポートアドレス変換であり、これらを組み合わせて、 パブリックIPを直接持たずに、デバイスがインターネットへのサービスを開くことができるようにするルーター 住所。
IPv4アドレスの枯渇を食い止めるためのあらゆる可能な努力にもかかわらず、すべての地域レジストラは現在、 未割り当てのIPv4アドレスの提供。最後の未割り当てのアドレスは、11月25日に割り当てられます。 2019. 4,294,967,296個のIPアドレスがすべて割り当てられています。 地域のレジストラは、返されるIPアドレスのみを再割り当てできます。 現在、IPv6への移行は、アドレスを必要とするすべてのデバイスが確実にアドレスを取得できるようにするために重要です。 IPv6は、はるかに長いアドレス指定スキームを使用します。これにより、本質的に無尽蔵のIPアドレスが提供されます。