Co je IPv4?

IPv4 je standardním schématem internetového adresování od doby, kdy byla první verze nasazena na ARPANET v roce 1983. Nástupce IPv4, IPv6, byl standardizován v roce 2017, ale stále se potýká s pomalým zaváděním, přestože verze návrhů jsou veřejné od roku 1998. Přechod na IPv6 je považován za naléhavý. protože dostupný adresní prostor IPv4 byl vyčerpán.

IPv4 design

IPv4 používá 32bitový adresní prostor, který umožňuje celkem 2^32 IP adres, což je 4 294 967 296 možných jedinečných adres.

Adresy IPv4 se obvykle zobrazují v tečkovaném čtyřhranném zápisu, který se skládá ze čtyř binárních oktetů v desítkovém formátu, každý oddělený tečkou. Například 172.67.69.195 je 10101100.01000011.01000101.11000011 v binární podobě. Kvůli tomuto návrhu může být každý oktet pouze mezi 0 a 255.

Vyčerpání adresy IPv4

Struktura sítí v IPv4 byla na počátku rozdělena do tříd, primárně A, B a C. Síť třídy A používala k definování sítě první oktet, přičemž všechny ostatní bity byly přiřaditelné hostitelům, což umožňuje 128 možných sítí, každý s více než 16 miliony hostitelů. Síť třídy B používala první dva oktety jako síťovou adresu a poslední dva jako adresy hostitelů, což umožnilo více než 16 tisíc sítí s více než 65 tisíci hostiteli. A konečně sítě třídy C používaly první tři oktety pro síťovou adresu a poslední oktety pro adresy hostitelů, což umožnilo více než 2 miliony sítí s až 256 hostiteli.

Původně, pokud společnost vyžadovala IP adresy, mohla požádat o síť třídy C od regionálního poskytovatele, pokud nepotřebovala celý ten prostor, stále ho dostala, pokud potřebovala více, dostala síť třídy B. Několika společnostem bylo dokonce přiděleno sítím třídy A, včetně Apple, Ford, US Postal Service, AT&T a Comcast. Americkému ministerstvu obrany je přiděleno 13 sítí třídy A.

Postupem času bylo zjištěno, že takový přístup by rychle vedl k tomu, že adresní schéma vyčerpalo adresy, které je třeba přidělit. Byla vytvořena nová procedura nazvaná CIDR neboli Classless Inter-Domain Routing, která umožňovala přidělování bloků IP adres libovolné velikosti. To odvrátilo případné vyčerpání fondu adres.

Dalším nástrojem ke snížení používání IP adres bylo specifikovat rozsahy soukromých IP adres, které by mohly být použity interně, ale nemohly být použity na internetu. Tento přístup umožnil všem interním sítím používat stejná schémata adresování pouze s malou obětí použitelného adresního prostoru. Nejběžnější rozsah privátní sítě je pravděpodobně ten, který máte ve své domácí síti. Začíná od 192.168.0.0 a přechází na 192.168.255.255.

Tato technika znamenala, že internetová brána, jako je nyní váš domácí router, je jediným zařízením ve vaší síti s veřejnou IP adresou. Váš router překládá veškerý příchozí provoz a určuje, kterému hostiteli by měl být ve vaší síti odeslán prostřednictvím dvou procesů nazývaných NAT a PAT. NAT je překlad síťových adres a PAT je překlad adres portů, společně je používá router, aby umožnil vašim zařízením otevírat služby na internetu, aniž by přímo měly veřejnou IP adresu.

Přes veškerou možnou snahu odvrátit vyčerpání IPv4 adres nyní všichni regionální registrátoři vyčerpali svou zásobu nepřidělených IPv4 adres, přičemž poslední nepřidělená adresa byla přidělena 25. listopadu 2019. Všech 4 294 967 296 IP adres bylo přiděleno. Regionální registrátoři mohou přerozdělit pouze IP adresy, které se jim vrátí. Přechod na IPv6 je nyní zásadní, aby bylo zajištěno, že každé zařízení, které potřebuje adresu, ji může získat. IPv6 využívá mnohem delší schéma adresování, které poskytuje v podstatě nevyčerpatelnou zásobu IP adres.