Mi az az IPv4?

Ahogy a neve is sugallja, az IPv4 vagy az Internet Protocol 4-es verziója az IP vagy Internet Protokoll negyedik verziója. Ez a protokoll az internet ( valamint néhány más hasonló felépítésű hálózat ) létrehozásához és karbantartásához használt egyik alapvető protokoll .

Az IP eredeti változatát 1974-ben vezették be. Jóval azelőtt, hogy a jelenleg ismert Internet meghonosodott volna. Egy másik protokoll – a TCP – alapjául is szolgált. Vagy Transmission Control Protocol. Ellentétben a TCP-vel, amelyet az ötletelés óta frissítettek, de nem dolgoztak át jelentős mértékben, az IP-t számos átdolgozás érte. Az IPv4 volt az első nagyobb verziója, és a mai napig az. Ennek ellenére a domináns protokollt használják az interneten.

Mit csinal?

Az Internet Protokoll bármely verziójában felelős az átvitt adatok feldarabolásáért és újraösszeállításáért, valamint a datagramok állomástól a célállomásig történő irányításáért. Egyszerűbben, az IPv4 lebontja az információkat, és kisebb egységekre csomagolja, amelyek a hálózaton keresztül továbbíthatók. És ezt megteszi, mielőtt újra összerakná az adatokat a címzett számára. A „datagram” az oda-vissza küldött hálózati csomagok. És mindegyik két részből áll – a fejlécből és a hasznos teherből.

Az IP-fejléc információkat tartalmaz a forrás és a cél IP-címéről, és további metaadatokat tartalmaz, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a datagram oda kerüljön, ahová az eljut. A hasznos teher a ténylegesen szállított adat. Az adatok datagramokra bontásának folyamata átvitel céljából naponta milliárdszor történik meg. Minden alkalommal, amikor egy felhasználó eléri az internetet, és például egy weboldal betöltését kéri.

Miért IPv4?

Az 1974-ben létrehozott eredeti IP-cím nem volt elegendő ahhoz a feladathoz, amely először igényelte a használatát. 1981-ben az IPv4 továbbfejlesztett változata lett. Ezt a verziót fogadta el az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma az összes katonai számítógépes hálózatuk szabványaként. Így nem sokkal később a modern internet sarokköve lett.

Az IPv4 rendszeren belüli címekhez használt formátum négy adatoktettből áll, amelyeket legtöbbször pontok választanak el egymástól. A dizájn a legtöbb ember számára ismerős: a 127.0.255.250 lenne egy példa egy ilyen címre. Érdemes megjegyezni, hogy az IPv4 rendszerben az IP-címek nem azonosak a webhely URL-jeivel – bár a webhely tartalma az IP protokollon keresztül történik, az URL-ek és az IP-címek nem szinonimák. Míg egy weboldal betöltésére használt telefonnak egyedi IP-címe van, maga a webhely nem – bármilyen számítógépen is tárolják az adatokat azonban igen.

Korlátozások és a következő lépés

Az IPv4 célja kizárólag az adatok eljuttatása A-ból B-be – nem garantálja az adatok kézbesítését, és nem biztosítja az információk megfelelő sorrendben és időben történő szállítását és összeállítását sem. Nem tudja megakadályozni a duplikált csomagok küldését sem. Az ilyen dolgok szükségesek, de a felsőbb szintű szállítási protokollok, például a TCP gondoskodnak róluk. Az IPv4 csak annyit tesz, hogy „legjobb erőfeszítést” tesz annak érdekében, hogy a lehető legtöbb adatot a megfelelő helyre szállítsa. Ezzel szemben az olyan alapvető szempontokat, mint az adatintegritás, más protokollok kezelik.

Az IPv4 legjelentősebb korlátozása a 32 bites címek használata. A kezdetekkor ez nem volt probléma. Az internet olyan szintre bővült, ahol a címterület kimerülése probléma. A 32 bites címzési rendszer azt jelenti, hogy a lehetséges címek száma összesen 232. Más szóval, csak 4294967296 cím létezhet.

Ebből körülbelül 18 milliót magánhálózatoknak, további 270 milliót pedig multicast címeknek tartanak fenn – de akárhogy is, az internet gyorsan eléri azt a pontot, ahol ez a szám már nem elég. Ez késztette egy utódprotokoll – az IPv6 – kifejlesztését. 2011-ben az elsődleges címkészlet formálisan kimerült, így csak egy kis hely maradt az IPv6-ra való átálláshoz.

Az IPv6-ot először 1998-ban javasolták, majd 2017-ben ratifikálták internetes szabványként, jóval azután, hogy a fejlesztők a 2000-es évek közepén elkezdték használni. Annak ellenére, hogy javult a címterek ( az IPv6 128 bites csomagokat használ, összesen 3,4 × 1038 elérhető cím ), az IPv4 és az IPv6 nem együttműködő. Ez azt jelenti, hogy nem tudnak közvetlenül kommunikálni egymással. Ez bonyolultabbá teszi a teljes átállást az IPv6-ra, és ezért az internet nagy része még mindig teljes mértékben az IPv4 rendszertől függ.

Következtetés

Az IPv4 az Internet és előfutárai alapprotokollja és címzési sémája. Sok öregedő protokollhoz hasonlóan azonban az elavult tervezés jeleit mutatja. Míg sok protokoll esetében ez a biztonság hiánya, az IPv4 esetében a méretezhetőség hiánya. Bár az általa kínált 4 milliárd cím soknak hangzik, a modern világban, ahol sok embernek egynél több internetcsatlakozó eszköze van, ez egyszerűen nem elég.

Ennek, valamint a hatalmas címteret biztosító utód IPv6 protokollra való átállás intenzív nyomása ellenére viszonylag bonyolult és lassú volt az IPv4-ről való átállás. Még most is sok IPv6-ot használó hálózat vagy kettős hálózati veremeket használ, beleértve az IPv4-et és a v6-ot, vagy belsőleg használja az IPv4-et, és NAT-on keresztül fordítja azt nyilvános IPv6-címre.