IPv4 je štandardná schéma internetového adresovania od nasadenia prvej verzie na ARPANET v roku 1983. Nástupca IPv4, IPv6, bol štandardizovaný v roku 2017, ale stále čelí pomalému zavádzaniu, a to aj napriek tomu, že pracovné verzie sú verejné od roku 1998. Prechod na IPv6 sa považuje za naliehavý, pretože dostupný adresný priestor IPv4 sa vyčerpal.
Dizajn IPv4
IPv4 používa 32-bitový adresný priestor, ktorý umožňuje celkovo 2^32 IP adries, čo je 4 294 967 296 možných jedinečných adries.
Adresy IPv4 sa zvyčajne zobrazujú v bodkovanej štvorici, ktorá pozostáva zo štyroch binárnych oktetov v desiatkovom formáte, z ktorých každý je oddelený bodkou. Napríklad 172.67.69.195 je 10101100.01000011.01000101.11000011 v binárnom formáte. Kvôli tomuto dizajnu môže byť každý oktet iba medzi 0 a 255.
Vyčerpanie adresy IPv4
Na začiatku bola štruktúra sietí v IPv4 rozdelená do tried, predovšetkým A, B a C. Sieť triedy A používala na definovanie siete prvý oktet, pričom všetky ostatné bity bolo možné priradiť hostiteľom, čo umožňuje 128 možných sietí, z ktorých každá má viac ako 16 miliónov hostiteľov. Sieť triedy B používala prvé dva oktety ako sieťovú adresu a posledné dva ako hostiteľské adresy, čo umožnilo viac ako 16 tisíc sietí s viac ako 65 tisíc hostiteľmi. Napokon siete triedy C používali prvé tri oktety pre sieťovú adresu a posledný oktet pre adresy hostiteľov, čo umožnilo viac ako 2 milióny sietí s až 256 hostiteľmi.
Pôvodne, ak spoločnosť požadovala IP adresy, mohla požiadať o sieť triedy C od regionálneho poskytovateľa, ak nepotrebovali celý tento priestor, stále ho dostali, ak potrebovali viac, dostali triedu B siete. Niekoľkým spoločnostiam boli dokonca pridelené siete triedy A, vrátane Apple, Ford, US Postal Service, AT&T a Comcast. Americkému ministerstvu obrany je pridelených 13 sietí triedy A.
Postupom času sa zistilo, že takýto prístup by rýchlo viedol k tomu, že v adresnej schéme sa vyčerpajú adresy na pridelenie. Bola vytvorená nová procedúra s názvom CIDR alebo Classless Inter-Domain Routing, ktorá umožňovala prideľovanie blokov IP adries ľubovoľnej veľkosti. Tým sa predišlo prípadnému vyčerpaniu fondu adries.
Ďalším nástrojom na zníženie používania adries IP bolo špecifikovať rozsahy súkromných adries IP, ktoré by sa dali použiť interne, ale nedali sa použiť na internete. Tento prístup umožnil všetkým interným sieťam používať rovnaké schémy adresovania len s malou obetou na použiteľnom adresnom priestore. Najbežnejší rozsah súkromnej siete je pravdepodobne ten, ktorý máte vo svojej domácej sieti. Začína od 192.168.0.0 a prechádza na 192.168.255.255.
Táto technika znamenala, že internetová brána, akou je teraz váš domáci smerovač, je jediným zariadením vo vašej sieti s verejnou IP adresou. Váš smerovač preloží všetku prichádzajúcu komunikáciu a zistí, ktorému hostiteľovi by mala byť odoslaná vo vašej sieti prostredníctvom dvoch procesov nazývaných NAT a PAT. NAT je preklad sieťových adries a PAT je preklad adries portov, spolu ich používajú router, ktorý umožní vašim zariadeniam otvárať služby na internete, pričom nemajú priamo verejnú IP adresu.
Napriek všetkému možnému úsiliu odvrátiť vyčerpanie adries IPv4 už všetci regionálni registrátori vyčerpali svoje dodanie nepridelených IPv4 adries, pričom posledná nepridelená adresa bude pridelená 25. novembra 2019. Všetkých 4 294 967 296 IP adries bolo priradených. Regionálni registrátori môžu prerozdeliť iba adresy IP, ktoré sa im vrátia. Prechod na IPv6 je teraz kritický, aby sa zabezpečilo, že každé zariadenie, ktoré potrebuje adresu, ju dostane. IPv6 využíva oveľa dlhšiu schému adresovania, ktorá poskytuje v podstate nevyčerpateľnú zásobu IP adries.