IPv4 (ang. Internet Protocol version 4) to czwarta wersja protokołu internetowego (IP), która jest jedną z głównych technologii umożliwiających komunikację w sieciach komputerowych, takich jak Internet. IPv4 jest najpowszechniej używaną wersją protokołu IP, mimo że wprowadzono już jego następcę, IPv6.
Kluczowe cechy IPv4:
- Adresowanie:
- Adres IPv4: Adres IPv4 to 32-bitowy numer, który identyfikuje urządzenie w sieci. Adres IPv4 jest zazwyczaj zapisywany jako cztery liczby dziesiętne, oddzielone kropkami, gdzie każda liczba może przyjmować wartość od 0 do 255 (np. 192.168.0.1).
- Podział na klasy: W przeszłości adresy IPv4 były podzielone na klasy (A, B, C, D, E) w zależności od ich zakresu, co pozwalało na różne rozmiary sieci. Obecnie najczęściej stosuje się bardziej elastyczne podejście z użyciem maski podsieci (subnet mask).
- Maska podsieci (Subnet Mask):
- Maska podsieci to sposób na podział adresu IPv4 na część identyfikującą sieć i część identyfikującą urządzenie w tej sieci. Maska podsieci również jest zapisywana w formacie dziesiętnym, np. 255.255.255.0.
- Routowanie:
- IPv4 wspiera routowanie pakietów przez różne sieci. Routery analizują adresy IP w nagłówkach pakietów i kierują je odpowiednio, aby dotarły do właściwego odbiorcy.
- Pakiety IPv4:
- Dane przesyłane za pomocą IPv4 są dzielone na pakiety, z których każdy zawiera nagłówek i dane użytkownika. Nagłówek IPv4 zawiera informacje niezbędne do dostarczenia pakietu, takie jak adres źródłowy i docelowy, długość pakietu, czas życia (TTL – Time to Live) oraz inne opcje kontrolne.
- NAT (Network Address Translation):
- Ze względu na ograniczoną liczbę dostępnych adresów IPv4, często stosuje się technologię NAT, która pozwala na ukrywanie wielu urządzeń w sieci prywatnej za jednym publicznym adresem IP. NAT jest szeroko stosowany w routerach domowych i firmowych.
- Ograniczona liczba adresów:
- IPv4 oferuje teoretycznie 2^32 unikalnych adresów, co daje około 4,3 miliarda adresów. W praktyce jednak dostępna liczba adresów jest mniejsza ze względu na rezerwacje oraz struktury adresowania. Wycofanie się z tego problemu było jedną z głównych przyczyn opracowania IPv6.
Zastosowania IPv4:
- Internet: IPv4 jest podstawowym protokołem używanym do adresowania i routowania ruchu internetowego na całym świecie.
- Sieci lokalne (LAN): IPv4 jest powszechnie używany w sieciach lokalnych, gdzie urządzenia, takie jak komputery, serwery, drukarki, czy urządzenia IoT, komunikują się ze sobą.
- VPN: Sieci VPN często korzystają z IPv4 do tworzenia bezpiecznych połączeń między sieciami prywatnymi a Internetem.
- Telefonia IP: Technologie takie jak VoIP (Voice over IP) wykorzystują IPv4 do przesyłania rozmów telefonicznych przez Internet.
Zalety IPv4:
- Powszechne zastosowanie: IPv4 jest szeroko stosowany na całym świecie, co oznacza, że większość urządzeń i sieci jest z nim kompatybilna.
- Wsparcie dla NAT: IPv4 działa dobrze z NAT, co pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie adresów IP i dodaje warstwę bezpieczeństwa w sieciach prywatnych.
- Prostota: W porównaniu z IPv6, IPv4 jest prostszy w implementacji i zarządzaniu, co sprawia, że jest preferowany w wielu starszych systemach.
Wady IPv4:
- Ograniczona liczba adresów: Liczba dostępnych adresów IPv4 jest ograniczona, co prowadzi do wyczerpywania się puli dostępnych adresów IP. Problem ten jest szczególnie widoczny wraz z rosnącą liczbą urządzeń podłączonych do Internetu.
- Brak natywnego wsparcia dla nowych technologii: IPv4 nie wspiera natywnie niektórych funkcji, które są wbudowane w IPv6, takich jak autokonfiguracja adresów czy lepsze wsparcie dla mobilności.
Przykład adresu IPv4:
- 192.168.1.1: Jest to przykład często używanego adresu IPv4 w sieciach domowych jako domyślny adres IP dla routerów.
IPv4, mimo swoich ograniczeń, pozostaje jednym z najważniejszych protokołów w komunikacji sieciowej. Wprowadzenie IPv6 miało na celu rozwiązanie problemów związanych z ograniczoną liczbą adresów IP, ale IPv4 nadal jest szeroko stosowany i prawdopodobnie będzie współistniał z IPv6 przez wiele lat.