Τι είναι το IPv4;

Όπως υποδηλώνει το όνομα, το IPv4 ή το Πρωτόκολλο Διαδικτύου έκδοση 4 είναι η τέταρτη έκδοση του IP ή του Πρωτοκόλλου Διαδικτύου. Αυτό το πρωτόκολλο είναι ένα από τα βασικά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία και τη συντήρηση του Διαδικτύου ( καθώς και ορισμένων άλλων παρόμοια δομημένων δικτύων ).

Η αρχική έκδοση του IP εισήχθη το 1974. Πολύ πριν το Διαδίκτυο που γνωρίζουμε επί του παρόντος καθιερωθεί. Χρησιμοποίησε επίσης ως βάση ενός άλλου πρωτοκόλλου - του TCP. Ή Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης. Σε αντίθεση με το TCP, το οποίο ενημερώθηκε αλλά δεν αναθεωρήθηκε σε μεγάλο βαθμό από τη σύλληψή του, το IP έχει δει αρκετές αναθεωρήσεις. Το IPv4 ήταν η πρώτη μεγάλη έκδοση του και είναι, μέχρι σήμερα. Ακόμα, το κυρίαρχο πρωτόκολλο χρησιμοποιείται στο Διαδίκτυο.

Τι κάνει?

Το Πρωτόκολλο Διαδικτύου, σε οποιαδήποτε έκδοση, είναι υπεύθυνο για τον κατακερματισμό και τη συναρμολόγηση των μεταδιδόμενων δεδομένων και τη δρομολόγηση των datagrams από τον κεντρικό υπολογιστή στον προορισμό. Πιο απλά, το IPv4 αναλύει τις πληροφορίες και τις συσκευάζει σε μικρότερες μονάδες που μπορούν να μεταφερθούν μέσω του δικτύου. Και μετά το κάνει πριν συναρμολογήσει ξανά τα δεδομένα για τον παραλήπτη. Το "Datagram" είναι τα πακέτα δικτύου που αποστέλλονται εμπρός και πίσω. Και καθένα από αυτά αποτελείται από δύο τμήματα – την κεφαλίδα και το ωφέλιμο φορτίο.

Η κεφαλίδα IP περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη διεύθυνση IP προέλευσης και προορισμού και πρόσθετα μεταδεδομένα που χρειάζονται για να φτάσει το datagram στο σημείο που πηγαίνει. Το ωφέλιμο φορτίο είναι τα πραγματικά δεδομένα που μεταφέρονται. Η διαδικασία διάσπασης δεδομένων σε datagrams για μεταφορά γίνεται δισεκατομμύρια φορές την ημέρα. Κάθε φορά που ένας χρήστης έχει πρόσβαση στο Διαδίκτυο και ζητά να φορτώσει μια ιστοσελίδα, για παράδειγμα.

Γιατί IPv4;

Η αρχική IP που δημιουργήθηκε το 1974 δεν ήταν επαρκής για την εργασία που απαιτούσε αρχικά τη χρήση της. Το 1981, το IPv4 αναπτύχθηκε ως βελτιωμένη έκδοση. Ήταν αυτή η έκδοση που το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ υιοθέτησε ως πρότυπο για όλα τα στρατιωτικά δίκτυα υπολογιστών τους. Έτσι, έγινε ακρογωνιαίος λίθος του σύγχρονου Διαδικτύου λίγο αργότερα.

Η μορφή που χρησιμοποιείται για τις διευθύνσεις στο σύστημα IPv4 αποτελείται από τέσσερις οκτάδες δεδομένων, τις περισσότερες φορές διαχωρισμένες με τελείες. Η σχεδίαση είναι γνωστή στους περισσότερους ανθρώπους: το 127.0.255.250 θα ήταν ένα παράδειγμα μιας τέτοιας διεύθυνσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι διευθύνσεις IP στο σύστημα IPv4 δεν είναι ίδιες με τις διευθύνσεις URL ιστότοπων – αν και το περιεχόμενο του ιστότοπου μεταδίδεται μέσω του πρωτοκόλλου IP, οι διευθύνσεις URL και οι διευθύνσεις IP δεν είναι συνώνυμες. Ενώ ένα τηλέφωνο που χρησιμοποιείται για τη φόρτωση ενός ιστότοπου έχει μια μοναδική διεύθυνση IP, ο ίδιος ο ιστότοπος δεν έχει - σε όποιον υπολογιστή και αν είναι αποθηκευμένα τα δεδομένα, ωστόσο, έχει.

Περιορισμοί και το επόμενο βήμα

Ο σκοπός του IPv4 είναι αποκλειστικά η λήψη δεδομένων από το Α στο Β – δεν εγγυάται την παράδοση δεδομένων, ούτε διασφαλίζει ότι οι πληροφορίες παραδίδονται και συγκεντρώνονται με τη σωστή σειρά και τη σωστή στιγμή. Επίσης, δεν μπορεί να αποτρέψει την αποστολή διπλών πακέτων. Τέτοια πράγματα είναι απαραίτητα, αλλά φροντίζονται από πρωτόκολλα μεταφοράς ανώτερου επιπέδου, όπως το TCP. Το μόνο που κάνει το IPv4 είναι να ακολουθεί μια προσέγγιση «βέλτιστης προσπάθειας» για να παρέχει όσο το δυνατόν περισσότερα δεδομένα στη σωστή τοποθεσία. Αντίθετα, βασικές πτυχές όπως η ακεραιότητα των δεδομένων αντιμετωπίζονται από άλλα πρωτόκολλα.

Ο πιο σημαντικός περιορισμός του IPv4 είναι η χρήση διευθύνσεων 32-bit. Στην αρχή του, αυτό δεν ήταν πρόβλημα. Το Διαδίκτυο έχει επεκταθεί σε σημείο όπου η εξάντληση του χώρου διευθύνσεων είναι ένα ζήτημα. Το σύστημα διευθυνσιοδότησης 32 bit σημαίνει ότι ο συνολικός αριθμός των πιθανών διευθύνσεων είναι 232. Με άλλα λόγια, μπορούν να υπάρχουν μόνο 4294967296 διευθύνσεις.

Περίπου 18 εκατομμύρια από αυτά προορίζονται για ιδιωτικά δίκτυα και άλλα 270 εκατομμύρια για διευθύνσεις πολλαπλής διανομής – αλλά σε κάθε περίπτωση, το Διαδίκτυο φτάνει γρήγορα στο σημείο όπου αυτός ο ��ριθμός δεν είναι πλέον αρκετός. Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη ενός διαδόχου πρωτοκόλλου - IPv6. Το 2011, η κύρια ομάδα διευθύνσεων εξαντλήθηκε επίσημα, αφήνοντας μόνο ένα μικρό χώρο για τη μετάβαση στο IPv6.

Το IPv6 προτάθηκε για πρώτη φορά το 1998 και επικυρώθηκε ως πρότυπο Διαδικτύου το 2017, πολύ αφότου άρχισε να χρησιμοποιείται από προγραμματιστές στα μέσα της δεκαετίας του 2000. Παρά το γεγονός ότι είναι μια βελτίωση όσον αφορά τους χώρους διευθύνσεων ( το IPv6 χρησιμοποιεί πακέτα 128-bit, συνολικά 3,4×1038 διαθέσιμες διευθύνσεις ), το IPv4 και το IPv6 δεν είναι διαλειτουργικά. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούν να επικοινωνήσουν απευθείας μεταξύ τους. Αυτό καθιστά επίσης πιο περίπλοκη την εξ ολοκλήρου μετάβαση στο IPv6 και είναι ο λόγος για τον οποίο τόσο μεγάλο μέρος του Διαδικτύου εξακολουθεί να εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το σύστημα IPv4.

συμπέρασμα

Το IPv4 είναι το θεμελιώδες πρωτόκολλο και το σχήμα διευθύνσεων του Διαδικτύου και των προδρόμου του. Όπως και πολλά πρωτόκολλα γήρανσης, ωστόσο, δείχνει σημάδια ξεπερασμένου σχεδιασμού. Ενώ για πολλά πρωτόκολλα, αυτό ήταν έλλειψη ασφάλειας, για το IPv4, είναι έλλειψη επεκτασιμότητας. Ενώ οι 4 δισεκατομμύρια διευθύνσεις που προσφέρει μπορεί να ακούγονται πολλές, στον σύγχρονο κόσμο όπου πολλοί άνθρωποι έχουν περισσότερες από μία συσκευές συνδεδεμένες στο διαδίκτυο, απλά δεν αρκούν.

Παρά το γεγονός αυτό και την έντονη πίεση για μετάβαση στο διάδοχο πρωτόκολλο IPv6 που παρέχει έναν τεράστιο χώρο διευθύνσεων, ήταν σχετικά δύσκολο και αργό η μετάβαση από το IPv4. Ακόμη και τώρα, πολλά δίκτυα που χρησιμοποιούν IPv6 είτε χρησιμοποιούν διπλές στοίβες δικτύου που περιλαμβάνουν IPv4 και v6 είτε χρησιμοποιούν IPv4 εσωτερικά και το μεταφράζουν μέσω NAT σε δημόσια διεύθυνση IPv6.