Čo je IPv4?

IPv4 je štandardná schéma internetového adresovania od nasadenia prvej verzie na ARPANET v roku 1983. Nástupca IPv4, IPv6, bol štandardizovaný v roku 2017, ale stále čelí pomalému zavádzaniu, napriek tomu, že verzie návrhu sú verejné od roku 1998. Prechod na IPv6 sa považuje za naliehavý pretože dostupný priestor adries IPv4 bol vyčerpaný.

Dizajn IPv4

IPv4 používa 32-bitový adresný priestor, ktorý umožňuje celkovo 2^32 IP adries, čo je 4 294 967 296 možných jedinečných adries.

Adresy IPv4 sa zvyčajne zobrazujú v bodkovanej štvorici, ktorá pozostáva zo štyroch binárnych oktetov v desiatkovom formáte, z ktorých každý je oddelený bodkou. Napríklad 172.67.69.195 je 10101100.01000011.01000101.11000011 v binárnom formáte. Kvôli tomuto dizajnu môže byť každý oktet iba medzi 0 a 255.

Vyčerpanie adresy IPv4

Na začiatku bola štruktúra sietí v IPv4 rozdelená do tried, predovšetkým A, B a C. Sieť triedy A používala na definovanie siete prvý oktet, pričom všetky ostatné bity boli priradené hostiteľom, čo umožňuje 128 možných sietí, každý s viac ako 16 miliónmi hostiteľov. Sieť triedy B používala prvé dva oktety ako sieťovú adresu a posledné dva ako adresy hostiteľov, čo umožnilo viac ako 16 tisíc sietí s viac ako 65 tisíc hostiteľmi. Nakoniec siete triedy C používali prvé tri oktety pre sieťovú adresu a posledný oktet pre adresy hostiteľov, čo umožnilo viac ako 2 milióny sietí s až 256 hostiteľmi.

Pôvodne, ak firma požadovala IP adresy, mohla požiadať o sieť triedy C od regionálneho poskytovateľa, ak nepotrebovala celý ten priestor, aj tak ho dostala, ak potrebovala viac, dostala sieť triedy B. Niekoľkým spoločnostiam boli dokonca pridelené siete triedy A, vrátane Apple, Ford, US Postal Service, AT&T a Comcast. Americkému ministerstvu obrany je pridelených 13 sietí triedy A.

Postupom času sa zistilo, že takýto prístup by rýchlo viedol k tomu, že v adresnej schéme sa vyčerpajú adresy na pridelenie. Bola vytvorená nová procedúra s názvom CIDR alebo Classless Inter-Domain Routing, ktorá umožňovala prideľovanie blokov IP adries ľubovoľnej veľkosti. Tým sa predišlo prípadnému vyčerpaniu fondu adries.

Ďalším nástrojom na zníženie používania adries IP bolo špecifikovať rozsahy súkromných adries IP, ktoré možno použiť interne, ale nemožno ich použiť na internete. Tento prístup umožnil všetkým interným sieťam používať rovnaké schémy adresovania len s malou obetou na použiteľnom adresnom priestore. Najbežnejší rozsah súkromnej siete je pravdepodobne ten, ktorý máte vo svojej domácej sieti. Začína od 192.168.0.0 a ide na 192.168.255.255.

Táto technika znamenala, že internetová brána, akou je teraz váš domáci smerovač, je jediným zariadením vo vašej sieti s verejnou IP adresou. Váš smerovač preloží všetku prichádzajúcu komunikáciu a zistí, ktorému hostiteľovi by mala byť odoslaná vo vašej sieti prostredníctvom dvoch procesov nazývaných NAT a PAT. NAT je preklad sieťových adries a PAT je preklad adries portov, spolu ich používa smerovač, aby umožnil vašim zariadeniam otvárať služby na internete, pričom nemajú priamo verejnú IP adresu.

Napriek všetkému možnému úsiliu odvrátiť vyčerpanie adries IPv4 všetci regionálni registrátori vyčerpali zásoby nepridelených adries IPv4, pričom posledná nepridelená adresa bola pridelená 25. novembra 2019. Všetkých 4 294 967 296 adries IP bolo pridelených. Regionálni registrátori môžu prerozdeliť iba adresy IP, ktoré sa im vrátia. Prechod na IPv6 je teraz kritický, aby sa zabezpečilo, že každé zariadenie, ktoré potrebuje adresu, ju dostane. IPv6 využíva oveľa dlhšiu schému adresovania, ktorá poskytuje v podstate nevyčerpateľnú zásobu IP adries.