IPv4 ir bijusi standarta interneta adrešu shēma kopš pirmās versijas izvietošanas ARPANET tīklā 1983. gadā. IPv4 pēctecis IPv6 tika standartizēts 2017. gadā, taču joprojām saskaras ar lēnu pārņemšanu, lai gan melnrakstu versijas ir publiski pieejamas kopš 1998. gada. Pāreja uz IPv6 tiek uzskatīta par steidzamu, jo pieejamā IPv4 adrešu telpa ir izsmelta.
IPv4 dizains
IPv4 izmanto 32 bitu adrešu telpu, kas nodrošina kopā 2^32 IP adreses, tas ir, 4 294 967 296 iespējamās unikālas adreses.
IPv4 adreses parasti tiek parādītas punktētu četrzīmju apzīmējumā, kas sastāv no četriem bināriem oktetiem decimālā formātā, no kuriem katrs ir atdalīts ar punktu. Piemēram, 172.67.69.195 ir 10101100.01000011.01000101.11000011 binārā formā. Šī dizaina dēļ katrs oktets var būt tikai no 0 līdz 255.
IPv4 adreses izsmelšana
Sākotnēji IPv4 tīklu struktūra tika sadalīta klasēs, galvenokārt A, B un C. A klases tīkls izmantoja pirmo oktetu, lai definētu tīklu, un visi pārējie biti tika piešķirti resursdatoriem, kas ļauj izveidot 128 iespējamos tīklus, katrā no kuriem ir vairāk nekā 16 miljoni saimniekdatoru. B klases tīkls izmantoja pirmos divus oktetus kā tīkla adresi un pēdējos divus kā resursdatora adreses, ļaujot izveidot vairāk nekā 16 tūkstošus tīklu ar vairāk nekā 65 tūkstošiem saimniekdatoru. Visbeidzot, C klases tīkli izmantoja pirmos trīs oktetus tīkla adresei un pēdējo oktetu resursdatora adresēm, ļaujot izveidot vairāk nekā 2 miljonus tīklu ar līdz pat 256 resursdatoriem.
Sākotnēji, ja uzņēmumam bija vajadzīgas IP adreses, tas varēja pieprasīt C klases tīklu no reģionālā pakalpojumu sniedzēja, ja viņiem nevajadzēja visu šo vietu, viņi to saņēma, ja vajadzēja vairāk, viņiem tika piešķirta B klase tīkls. Dažiem uzņēmumiem pat tika piešķirti A klases tīkli, tostarp Apple, Ford, ASV pasta dienests, AT&T un Comcast. ASV Aizsardzības departamentam ir piešķirti 13 A klases tīkli.
Laika gaitā tika noteikts, ka šāda pieeja ātri novedīs pie tā, ka adrešu shēmā beigsies piešķiramās adreses. Tika izveidota jauna procedūra, ko sauc par CIDR jeb Classless Inter-Domain Routing, kas ļāva piešķirt patvaļīga izmēra IP adrešu blokus. Tas novērsa iespējamo adrešu kopas izsīkumu.
Vēl viens rīks, lai samazinātu IP adrešu lietojumu, bija norādīt privātus IP adrešu diapazonus, kurus varētu izmantot iekšēji, bet nevarētu izmantot internetā. Šī pieeja ļāva visiem iekšējiem tīkliem izmantot vienas un tās pašas adrešu shēmas, tikai nedaudz samazinot izmantojamo adrešu telpu. Visizplatītākais privātā tīkla diapazons, iespējams, ir tas, kas ir jūsu mājas tīklā. Tas sākas no 192.168.0.0 un iet uz 192.168.255.255.
Šis paņēmiens nozīmēja, ka interneta vārteja, piemēram, jūsu mājas maršrutētājs, tagad ir vienīgā ierīce jūsu tīklā ar publisku IP adresi. Jūsu maršrutētājs pārtulko visu ienākošo trafiku un nosaka, uz kuru resursdatoru tas ir jānosūta jūsu tīklā, izmantojot divus procesus, ko sauc par NAT un PAT. NAT ir tīkla adrešu tulkošana, un PAT ir porta adrešu tulkošana, un tos izmanto kopā maršrutētāju, lai ļautu jūsu ierīcēm atvērt pakalpojumus internetam, vienlaikus neizmantojot publisku IP adrese.
Neskatoties uz visiem iespējamiem centieniem novērst IPv4 adrešu izsmelšanu, visi reģionālie reģistratori tagad ir izsmēluši savas iespējas nepiešķirto IPv4 adrešu piegāde, pēdējā nepiešķirtā adrese tika piešķirta 25. novembrī 2019. Ir piešķirtas visas 4 294 967 296 IP adreses. Reģionālie reģistratori var pārdalīt tikai tās IP adreses, kuras viņiem tiek atgrieztas. Pāreja uz IPv6 tagad ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu, ka katra ierīce, kurai nepieciešama adrese, var to iegūt. IPv6 izmanto daudz garāku adresēšanas shēmu, kas nodrošina būtībā neizsmeļamu IP adrešu piedāvājumu.