Čo je IPv4?

Ako už názov napovedá, IPv4 alebo internetový protokol verzie 4 je štvrtou verziou IP alebo internetového protokolu. Tento protokol je jedným zo základných protokolov používaných pri vytváraní a udržiavaní internetu ( ako aj niektorých iných podobne štruktúrovaných sietí ).

Pôvodná verzia IP bola predstavená v roku 1974. Dávno predtým, ako sa udomácnil internet, ktorý v súčasnosti poznáme. Slúžil aj ako základ ďalšieho protokolu – TCP. Alebo Protokol riadenia prenosu. Na rozdiel od TCP, ktorý bol aktualizovaný, ale nebol výrazne prepracovaný od svojho počatia, IP prešla niekoľkými revíziami. IPv4 bol jeho prvou hlavnou verziou a je dodnes. Napriek tomu sa dominantný protokol používa na internete.

Čo to robí?

Internetový protokol v akejkoľvek verzii je zodpovedný za fragmentáciu a opätovné zostavenie prenášaných údajov a smerovanie datagramov z hostiteľa do cieľa. Zjednodušene povedané, IPv4 rozdeľuje informácie a balí ich do menších jednotiek, ktoré je možné prenášať cez sieť. A potom to urobí predtým, ako údaje znova zhromaždíte pre príjemcu. „Datagram“ sú sieťové pakety odosielané tam a späť. A každá z nich sa skladá z dvoch častí – hlavičky a nosnej časti.

Hlavička IP obsahuje informácie o zdrojovej a cieľovej IP adrese a ďalšie metadáta potrebné na to, aby sa datagram dostal tam, kam smeruje. Užitočné zaťaženie sú skutočné údaje, ktoré sa prepravujú. Proces rozdelenia údajov do datagramov na prenos sa robí miliardy krát denne. Zakaždým, keď používateľ pristupuje na internet a požaduje napríklad načítanie webovej stránky.

Prečo IPv4?

Pôvodná IP vytvorená v roku 1974 nestačila na úlohu, ktorá si najprv vyžadovala jej použitie. V roku 1981 bol IPv4 vyvinutý ako vylepšená verzia. Práve túto verziu prijalo americké ministerstvo obrany ako štandard pre všetky svoje vojenské počítačové siete. Nedlho sa tak stal základným kameňom moderného internetu.

Formát používaný pre adresy v rámci systému IPv4 pozostáva zo štyroch oktetov údajov, najčastejšie oddelených bodkami. Dizajn je známy väčšine ľudí: 127.0.255.250 by bola príkladom takejto adresy. Stojí za zmienku, že adresy IP v systéme IPv4 nie sú rovnaké ako adresy URL webových stránok – hoci obsah webových stránok sa prenáša prostredníctvom protokolu IP, adresy URL a adresy IP nie sú synonymá. Zatiaľ čo telefón používaný na načítanie webovej stránky má jedinečnú IP adresu, samotná webová lokalita ju nemá – bez ohľadu na počítač, na ktorom sú údaje uložené.

Obmedzenia a ďalší krok

Účelom IPv4 je výlučne získavanie údajov z bodu A do bodu B – nezaručuje doručenie údajov, ani nezabezpečuje, aby boli informácie doručené a zostavené v správnom poradí a v správnom čase. Nemôže tiež zabrániť odosielaniu duplicitných paketov. Takéto veci sú potrebné, ale postarajú sa o nich transportné protokoly vyššej vrstvy, ako je TCP. Jediné, čo protokol IPv4 robí, je použiť prístup „najlepšieho úsilia“ na doručenie čo najväčšieho množstva údajov na správne miesto. Na rozdiel od toho základné aspekty, ako je integrita údajov, riešia iné protokoly.

Najvýznamnejším obmedzením IPv4 je použitie 32-bitových adries. Pri jeho vzniku to nebol problém. Internet sa rozšíril do bodu, kedy je problémom vyčerpanie adresného priestoru. 32-bitový systém adresovania znamená, že celkový počet možných adries je 232. Inými slovami, môže existovať iba 4294967296 adries.

Asi 18 miliónov z nich je vyhradených pre súkromné ​​siete a ďalších 270 miliónov pre multicastové adresy – ale tak či onak, internet rýchlo dosahuje bod, kedy toto číslo už nestačí. To podnietilo vývoj nástupníckeho protokolu – IPv6. V roku 2011 bol fond primárnych adries formálne vyčerpaný, takže na prechod na IPv6 zostal len malý priestor.

IPv6 bol prvýkrát navrhnutý v roku 1998 a ratifikovaný ako internetový štandard v roku 2017, dlho po tom, čo ho vývojári začali používať v polovici roku 2000. Napriek tomu, že ide o zlepšenie, pokiaľ ide o adresné priestory ( IPv6 používa 128-bitové pakety, celkovo 3,4×1038 dostupných adries ), IPv4 a IPv6 nie sú interoperabilné. To znamená, že spolu nemôžu priamo komunikovať. To tiež sťažuje úplný prechod na IPv6, a preto je tak veľká časť internetu stále úplne závislá od systému IPv4.

Záver

IPv4 je základný protokol a schéma adresovania internetu a jeho predchodcov. Ako mnohé protokoly starnutia však vykazuje známky zastaraného dizajnu. Zatiaľ čo v prípade mnohých protokolov to bola nedostatočná bezpečnosť, v prípade IPv4 je to nedostatočná škálovateľnosť. Hoci 4 miliardy adries, ktoré ponúka, môžu znieť ako veľa, v modernom svete, kde má veľa ľudí viac ako jedno zariadenie pripojené na internet, je to jednoducho málo.

Napriek tomu a intenzívnemu tlaku na prechod na nástupnícky protokol IPv6, ktorý poskytuje obrovský adresný priestor, bol prechod od IPv4 pomerne zložitý a pomalý. Dokonca aj teraz mnohé siete, ktoré využívajú IPv6, buď používajú duálne sieťové zásobníky zahŕňajúce IPv4 a v6, alebo používajú IPv4 interne a prekladajú ho cez NAT na verejnú adresu IPv6.