IPv4 არის სტანდარტული ინტერნეტ მისამართის სქემა მას შემდეგ, რაც პირველი ვერსია განთავსდა ARPANET-ზე 1983 წელს. IPv4-ის მემკვიდრე, IPv6 სტანდარტიზებული იყო 2017 წელს, მაგრამ მაინც ნელა ათვისება ხდება, მიუხედავად იმისა, რომ პროექტი ვერსიები საჯაროა 1998 წლიდან. IPv6-ზე გადასვლა გადაუდებელია, რადგან ხელმისაწვდომი IPv4 მისამართის სივრცე ამოწურულია.
IPv4 დიზაინი
IPv4 იყენებს 32-ბიტიან მისამართთა სივრცეს, რომელიც იძლევა სულ 2^32 IP მისამართს, ეს არის 4,294,967,296 შესაძლო უნიკალური მისამართი.
IPv4 მისამართები, როგორც წესი, ნაჩვენებია წერტილოვანი ოთხკუთხა აღნიშვნით, რომელიც შედგება ოთხი ორობითი ოქტეტისგან, ათობითი ფორმატში, თითოეული გამოყოფილი წერტილით. მაგალითად, 172.67.69.195 არის 10101100.01000011.01000101.11000011 ბინარში. ამ დიზაინის გამო, თითოეული ოქტეტი შეიძლება იყოს მხოლოდ 0-დან 255-მდე.
IPv4 მისამართის ამოწურვა
ადრეულ პერიოდში IPv4 ქსელების სტრუქტურა დაყოფილი იყო კლასებად, ძირითადად A, B და C. A კლასის ქსელმა გამოიყენა პირველი ოქტეტი ქსელის დასადგენად, ყველა სხვა ბიტი მინიჭებული უნდა იყოს ჰოსტებისთვის, რაც იძლევა 128 შესაძლო ქსელს, თითოეულში 16 მილიონზე მეტი ჰოსტი. B კლასის ქსელი იყენებდა პირველ ორ ოქტეტს, როგორც ქსელის მისამართს, ხოლო ბოლო ორს, როგორც ჰოსტის მისამართებს, რაც საშუალებას აძლევს 65 ათასზე მეტი ჰოსტის 16 ათასზე მეტ ქსელს. დაბოლოს, C კლასის ქსელებმა გამოიყენეს პირველი სამი ოქტეტი ქსელის მისამართისთვის, ხოლო ბოლო ოქტეტი ჰოსტის მისამართებისთვის, რაც საშუალებას აძლევს 2 მილიონზე მეტი ქსელის შექმნას 256-მდე ჰოსტისგან.
თავდაპირველად, თუ კომპანიას მოითხოვდა IP მისამართები, მათ შეეძლოთ მოითხოვონ C კლასის ქსელი რეგიონალური პროვაიდერისგან, თუ მათ არ სჭირდებოდათ მთელი ეს სივრცე, მათ მაინც მიიღეს, თუ მეტი სჭირდებოდათ, აძლევდნენ B კლასს ქსელი. რამდენიმე კომპანიას კი მიენიჭა A კლასის ქსელები, მათ შორის Apple, Ford, US Postal Service, AT&T და Comcast. აშშ-ს თავდაცვის დეპარტამენტს ენიჭება A კლასის 13 ქსელი.
დროთა განმავლობაში დადგინდა, რომ ასეთი მიდგომა სწრაფად გამოიწვევდა მისამართების სქემის ამოწურვას მისამართების მინიჭებისთვის. შეიქმნა ახალი პროცედურა, სახელწოდებით CIDR, ან კლასობრივი ინტერ-დომენური მარშრუტიზაცია, რომელიც საშუალებას აძლევდა თვითნებური ზომის IP მისამართის ბლოკების გამოყოფას. ამან თავიდან აიცილა მისამართის აუზის საბოლოო ამოწურვა.
IP მისამართის გამოყენების შემცირების კიდევ ერთი ინსტრუმენტი იყო პირადი IP მისამართების დიაპაზონის დაზუსტება, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას შიდა, მაგრამ არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინტერნეტში. ეს მიდგომა საშუალებას აძლევდა ყველა შიდა ქსელს გამოეყენებინა ერთი და იგივე მისამართების სქემები გამოსაყენებელი მისამართების სივრცეში მხოლოდ მცირე მსხვერპლით. ყველაზე გავრცელებული კერძო ქსელის დიაპაზონი არის ის, რაც თქვენ გაქვთ სახლის ქსელში. ის იწყება 192.168.0.0-დან და მიდის 192.168.255.255-მდე.
ეს ტექნიკა ნიშნავს, რომ ინტერნეტ კარიბჭე, როგორიცაა თქვენი სახლის როუტერი, ახლა არის ერთადერთი მოწყობილობა თქვენს ქსელში საჯარო IP მისამართით. თქვენი როუტერი თარგმნის მთელ შემომავალ ტრაფიკს და ადგენს, რომელ ჰოსტში უნდა გაიგზავნოს იგი თქვენს ქსელში ორი პროცესის მეშვეობით, სახელწოდებით NAT და PAT. NAT არის ქსელის მისამართის თარგმანი, ხოლო PAT არის პორტის მისამართის თარგმანი, კომბინირებული მათ მიერ გამოიყენება როუტერი, რომელიც თქვენს მოწყობილობებს საშუალებას აძლევს გახსნან სერვისები ინტერნეტში, მაშინ როცა პირდაპირ არ აქვთ საჯარო IP მისამართი.
მიუხედავად ყველა შესაძლო მცდელობისა IPv4 მისამართის ამოწურვის თავიდან ასაცილებლად, ყველა რეგიონულმა რეგისტრატორმა ახლა ამოწურა თავისი გამოუყენებელი IPv4 მისამართების მიწოდება, ბოლო გაუნაწილებელი მისამართის გამოყოფა 25 ნოემბერს 2019. ყველა 4,294,967,296 IP მისამართი მინიჭებულია. რეგიონულ რეგისტრატორებს შეუძლიათ მხოლოდ მათზე დაბრუნებული IP მისამართების გადანაწილება. IPv6-ზე გადასვლა ახლა გადამწყვეტია იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ყველა მოწყობილობას, რომელსაც სჭირდება მისამართი, შეუძლია მიიღოს ის. IPv6 იყენებს ბევრად უფრო ხანგრძლივ მისამართების სქემას, რომელიც უზრუნველყოფს IP მისამართების არსებითად ამოუწურავი მარაგს.