Vad är IPv4?

Som namnet antyder är IPv4 eller Internet Protocol version 4 den fjärde versionen av IP eller Internet Protocol. Detta protokoll är ett av kärnprotokollen som används för att etablera och underhålla Internet ( liksom några andra liknande strukturerade nätverk) .

Den ursprungliga versionen av IP introducerades 1974. Långt innan det internet vi idag känner till etablerades. Det fungerade också som grunden för ett annat protokoll - TCP. Eller Transmission Control Protocol. Till skillnad från TCP, som har uppdaterats men inte omarbetats nämnvärt sedan det skapades, har IP:n sett flera revisioner. IPv4 var den första större versionen av den och är hittills. Ändå används det dominerande protokollet på Internet.

Vad gör den?

Internetprotokollet, oavsett version, är ansvarigt för att fragmentera och återmontera överförda data och dirigera datagram från värd till destination. Enklare bryter IPv4 ner informationen och paketerar den i mindre enheter som kan överföras via nätverket. Och gör sedan det innan du sätter ihop data igen för mottagaren. "Datagram" är nätverkspaketen som skickas fram och tillbaka. Och var och en av dem består av två sektioner – rubriken och nyttolasten.

IP-huvudet innehåller information om källan och destinationens IP-adress och ytterligare metadata som behövs för att få datagrammet dit det är på väg. Nyttolasten är den faktiska data som transporteras. Processen att bryta ner data till datagram för överföring görs miljarder gånger dagligen. Varje gång en användare ansluter till Internet och begär att ladda en webbsida, till exempel.

Varför IPv4?

Den ursprungliga IP-adressen som skapades 1974 var inte tillräcklig för uppgiften som först krävde dess användning. 1981 utvecklades IPv4 som en förbättrad version. Det var denna version som det amerikanska försvarsdepartementet antog som standard för alla deras militära datornätverk. Således blev det en hörnsten i det moderna Internet inte långt efter.

Formatet som används för adresser inom IPv4-systemet består av fyra oktetter av data, oftast separerade med punkter. Designen är bekant för de flesta: 127.0.255.250 skulle vara ett exempel på en sådan adress. Det är värt att notera att IP-adresser i IPv4-systemet inte är samma som webbadresser – även om webbplatsinnehåll överförs via IP-protokollet är URL:er och IP-adresser inte synonyma. Medan en telefon som används för att ladda en webbplats har en unik IP-adress, har inte själva webbplatsen det – oavsett vilken dator data lagras på gör det dock.

Begränsningar och nästa steg

Syftet med IPv4 är uteslutande att få data från A till B – det garanterar inte dataleverans, och det säkerställer inte heller att informationen levereras och monteras i rätt ordning och vid rätt tidpunkt. Det kan inte heller förhindra att duplicerade paket skickas. Sådana saker är nödvändiga men tas om hand av transportprotokoll på övre skiktet, såsom TCP. Allt IPv4 gör är att ta en "bästa ansträngning" för att leverera så mycket data som möjligt till rätt plats. Däremot hanteras väsentliga aspekter som dataintegritet av andra protokoll.

IPv4s viktigaste begränsning är dess användning av 32-bitars adresser. Tillbaka vid starten var det inte ett problem. Internet har expanderat till en punkt där utmattning av adressutrymme är ett problem. 32-bitars adresseringssystemet innebär att det totala antalet möjliga adresser är 232. Med andra ord kan endast 4294967296 adresser existera.

Cirka 18 miljoner av dessa är reserverade för privata nätverk och ytterligare 270 miljoner för multicast-adresser – men hur som helst, Internet når snabbt den punkt där detta antal inte längre räcker. Detta ledde till utvecklingen av ett efterföljande protokoll – IPv6. Under 2011 var den primära adresspoolen formellt uttömd, vilket bara lämnade ett litet utrymme för övergången till IPv6.

IPv6 föreslogs först 1998 och ratificerades som en internetstandard 2017, långt efter att den började användas av utvecklare i mitten av 2000-talet. Trots att det är en förbättring när det gäller adressutrymmen ( IPv6 använder 128-bitarspaket, totalt 3,4×1038 tillgängliga adresser ), är IPv4 och IPv6 inte kompatibla. Det betyder att de inte kan kommunicera med varandra direkt. Detta gör det också mer komplicerat att helt övergå till IPv6 och det är därför så mycket av Internet fortfarande är helt beroende av IPv4-systemet.

Slutsats

IPv4 är det grundläggande protokollet och adresseringsschemat för Internet och dess föregångare. Liksom många åldringsprotokoll visar den dock tecken på föråldrad design. Även om detta för många protokoll har varit en brist på säkerhet, för IPv4 är det en brist på skalbarhet. Även om de 4 miljarder adresser det erbjuder kan låta som mycket, i den moderna världen där många människor har mer än en internetansluten enhet, är det helt enkelt inte tillräckligt.

Trots detta och det intensiva trycket att gå över till efterföljaren IPv6-protokoll som ger ett stort adressutrymme, har det varit relativt knepigt och långsamt att övergå från IPv4. Redan nu använder många nätverk som använder IPv6 antingen dubbla nätverksstackar som involverar IPv4 och v6 eller använder IPv4 internt och översätter det via NAT till en offentlig IPv6-adress.