Kas yra IPv4?

Kaip rodo pavadinimas, IPv4 arba interneto protokolo 4 versija yra ketvirtoji IP arba interneto protokolo versija. Šis protokolas yra vienas iš pagrindinių protokolų, naudojamų kuriant ir prižiūrint internetą ( taip pat kai kuriuos kitus panašios struktūros tinklus ).

Pradinė IP versija buvo pristatyta 1974 m. Ilgai prieš tai, kai įsitvirtino internetas, apie kurį šiandien žinome. Tai taip pat buvo kito protokolo – TCP – pagrindas. Arba perdavimo valdymo protokolas. Skirtingai nuo TCP, kuris buvo atnaujintas, bet iš esmės neperdarytas nuo pat sukūrimo, IP buvo peržiūrėtas keletą kartų. IPv4 buvo pirmoji pagrindinė jo versija ir yra iki šiol. Vis dėlto internete naudojamas dominuojantis protokolas.

Ką tai daro?

Interneto protokolas bet kurioje versijoje yra atsakingas už perduodamų duomenų suskaidymą ir surinkimą bei datagramų nukreipimą iš pagrindinio kompiuterio į paskirties vietą. Paprasčiau tariant, IPv4 suskaido informaciją ir supakuoja ją į mažesnius vienetus, kuriuos galima perduoti tinklu. Ir tada tai daro prieš sudėjus duomenis gavėjui. „Datagram“ yra tinklo paketai, siunčiami pirmyn ir atgal. Ir kiekvieną iš jų sudaro dvi dalys – antraštė ir naudingoji apkrova.

IP antraštėje pateikiama informacija apie šaltinio ir paskirties IP adresą ir papildomi metaduomenys, reikalingi, kad datagrama būtų nukreipta ten, kur ji eina. Naudingoji apkrova yra faktiniai gabenami duomenys. Duomenų suskaidymas į datagramas perdavimui atliekamas milijardus kartų per dieną. Pavyzdžiui, kiekvieną kartą, kai vartotojas prisijungia prie interneto ir prašo įkelti tinklalapį.

Kodėl IPv4?

Pradinio IP, sukurto 1974 m., nepakako atlikti užduočiai, kuriai pirmiausia reikėjo jį naudoti. 1981 m. IPv4 buvo sukurta kaip patobulinta versija. Būtent šią versiją JAV Gynybos departamentas priėmė kaip visų karinių kompiuterių tinklų standartą. Taigi netrukus jis tapo kertiniu šiuolaikinio interneto akmeniu.

Adresams IPv4 sistemoje naudojamas formatas susideda iš keturių duomenų oktetų, dažniausiai atskirtų taškais. Dizainas yra žinomas daugumai žmonių: 127.0.255.250 būtų vieno tokio adreso pavyzdys. Verta paminėti, kad IP adresai IPv4 sistemoje nėra tas pats, kas svetainių URL – nors svetainės turinys perduodamas naudojant IP protokolą, URL ir IP adresai nėra sinonimai. Nors telefonas, naudojamas svetainei įkelti, turi unikalų IP adresą, pati svetainė neturi – nesvarbu, kokiame kompiuteryje yra saugomi duomenys.

Apribojimai ir kitas žingsnis

IPv4 tikslas yra išimtinai gauti duomenis iš A į B – jis negarantuoja duomenų pristatymo, taip pat neužtikrina, kad informacija būtų pateikta ir surinkta tinkama tvarka ir tinkamu laiku. Ji taip pat negali apsaugoti nuo pasikartojančių paketų siuntimo. Tokie dalykai yra būtini, tačiau jais rūpinasi viršutinio sluoksnio transportavimo protokolai, tokie kaip TCP. Viskas, ką daro IPv4, yra taikant „geriausių pastangų“ metodą, siekiant kuo daugiau duomenų pateikti į reikiamą vietą. Priešingai, esminius aspektus, tokius kaip duomenų vientisumas, tvarko kiti protokolai.

Svarbiausias IPv4 apribojimas yra 32 bitų adresų naudojimas. Iš pradžių tai nebuvo problema. Internetas išsiplėtė iki taško, kai adresų erdvės išnaudojimas yra problema. 32 bitų adresų sistema reiškia, kad bendras galimų adresų skaičius yra 232. Kitaip tariant, gali egzistuoti tik 4294967296 adresai.

Maždaug 18 milijonų iš jų yra rezervuoti privatiems tinklams, o dar 270 milijonų - daugialypės terpės adresams, tačiau bet kuriuo atveju internetas greitai pasiekia tašką, kai šio skaičiaus nebepakanka. Tai paskatino sukurti kitą protokolą – IPv6. 2011 m. pirminis adresų fondas buvo oficialiai išnaudotas, todėl liko tik nedidelė erdvė pereiti prie IPv6.

IPv6 pirmą kartą buvo pasiūlytas 1998 m. ir ratifikuotas kaip interneto standartas 2017 m., gerokai po to, kai kūrėjai pradėjo jį naudoti 2000-ųjų viduryje. Nepaisant to, kad pagerėjo adresų erdvės ( IPv6 naudoja 128 bitų paketus, iš viso 3,4 × 1038 galimų adresų ), IPv4 ir IPv6 nėra suderinami. Tai reiškia, kad jie negali tiesiogiai bendrauti vienas su kitu. Tai taip pat apsunkina visišką perėjimą prie IPv6, todėl didžioji dalis interneto vis dar visiškai priklauso nuo IPv4 sistemos.

Išvada

IPv4 yra pagrindinis interneto ir jo pirmtakų protokolas ir adresų schema. Tačiau, kaip ir daugelis senėjimo protokolų, jis rodo pasenusio dizaino požymius. Daugeliui protokolų tai buvo saugumo trūkumas, o IPv4 – mastelio stoka. Nors jo siūlomi 4 milijardai adresų gali atrodyti daug, šiuolaikiniame pasaulyje, kur daugelis žmonių turi daugiau nei vieną prie interneto prijungtą įrenginį, to tiesiog nepakanka.

Nepaisant to ir didelio spaudimo pereiti prie įpėdinio IPv6 protokolo, kuris suteikia didelę adresų erdvę, buvo gana sudėtinga ir lėta pereiti nuo IPv4. Net ir dabar daugelis tinklų, kuriuose naudojamas IPv6, arba naudoja dvigubus tinklo krūvelius, apimančius IPv4 ir v6, arba naudoja IPv4 viduje ir per NAT paverčia jį viešuoju IPv6 adresu.