IPv4 je standardna shema internetnega naslavljanja, odkar je bila prva različica uvedena na ARPANET leta 1983. IPv6, naslednik IPv4, je bil standardiziran leta 2017, vendar se še vedno sooča s počasnim uvajanjem, kljub temu, da so osnutke različic javne od leta 1998. Prehod na IPv6 se šteje za nujen, saj je razpoložljiv naslovni prostor IPv4 izčrpan.
IPv4 dizajn
IPv4 uporablja 32-bitni naslovni prostor, ki omogoča skupno 2^32 naslovov IP, to je 4.294.967.296 možnih edinstvenih naslovov.
Naslovi IPv4 so običajno prikazani v zapisu s pikčastimi štirimi, ki je sestavljen iz štirih binarnih oktetov v decimalni obliki, od katerih je vsak ločen s piko. Na primer, 172.67.69.195 je 10101100.01000011.01000101.11000011 v binarnem sistemu. Zaradi te zasnove je lahko vsak oktet le med 0 in 255.
Izčrpanje naslova IPv4
Na začetku je bila struktura omrežij v IPv4 razdeljena na razrede, predvsem A, B in C. Omrežje razreda A je uporabilo prvi oktet za definiranje omrežja, vsi drugi biti pa so lahko dodeljeni gostiteljem, kar omogoča 128 možnih omrežij, vsako z več kot 16 milijoni gostiteljev. Omrežje razreda B je uporabljalo prva dva okteta kot omrežni naslov in zadnja dva kot naslova gostitelja, kar je omogočilo več kot 16 tisoč omrežij z več kot 65 tisoč gostitelji. Nazadnje so omrežja razreda C uporabljala prve tri oktete za omrežni naslov in zadnji oktet za naslove gostitelja, kar je omogočilo več kot 2 milijona omrežij z do 256 gostitelji.
Prvotno, če bi podjetje zahtevalo naslove IP, bi lahko zahtevalo omrežje razreda C od regionalnega ponudnika, če niso potrebovali vsega tega prostora, so ga vseeno dobili, če so potrebovali več, so dobili razred B omrežje. Nekaterim podjetjem so celo dodelili omrežja razreda A, vključno z Appleom, Fordom, poštno službo ZDA, AT&T in Comcastom. Ministrstvu za obrambo ZDA je dodeljenih 13 omrežij razreda A.
Sčasoma je bilo ugotovljeno, da bi tak pristop hitro privedel do naslovne sheme zmanjkalo naslovov, ki bi jih bilo treba dodeliti. Ustvarjen je bil nov postopek, imenovan CIDR ali brezrazredno usmerjanje med domenami, ki je omogočal dodelitev blokov naslovov IP poljubne velikosti. To je preprečilo morebitno izčrpanost naslovnega bazena.
Drugo orodje za zmanjšanje uporabe naslovov IP je bilo določiti obsege zasebnih naslovov IP, ki bi jih bilo mogoče uporabljati interno, vendar jih ni bilo mogoče uporabiti v internetu. Ta pristop je vsem notranjim omrežjem omogočil uporabo istih shem naslavljanja z le majhno žrtvovanjem uporabnega naslovnega prostora. Najpogostejši obseg zasebnega omrežja je verjetno tisti, ki ga imate v domačem omrežju. Začne se od 192.168.0.0 in gre na 192.168.255.255.
Ta tehnika je pomenila, da je internetni prehod, kot je zdaj vaš domači usmerjevalnik, edina naprava v vašem omrežju z javnim naslovom IP. Vaš usmerjevalnik prevede ves dohodni promet in ugotovi, kateremu gostitelju naj bo poslan v vašem omrežju prek dveh procesov, imenovanih NAT in PAT. NAT je prevajanje omrežnih naslovov, PAT pa prevajanje naslovov vrat, skupaj jih uporablja usmerjevalnik, ki omogoča vašim napravam odpiranje storitev v internet, medtem ko nimajo neposredno javnega IP-ja naslov.
Kljub vsem možnim prizadevanjem, da bi preprečili izčrpavanje naslovov IPv4, so vsi regionalni registrarji zdaj izčrpali svoje dobava nedodeljenih naslovov IPv4, pri čemer je zadnji nedodeljeni naslov dodeljen 25. novembra 2019. Dodeljenih je bilo vseh 4.294.967.296 naslovov IP. Regionalni registrarji lahko prerazporedijo samo naslove IP, ki so jim vrnjeni. Prehod na IPv6 je zdaj ključnega pomena za zagotovitev, da ga lahko dobi vsaka naprava, ki potrebuje naslov. IPv6 uporablja veliko daljšo shemo naslavljanja, ki zagotavlja v bistvu neizčrpno zalogo naslovov IP.