Що таке IPv4?

IPv4 - це четверта версія протоколу IP (Internet Protocol), який на сьогоднішній день є основним та обслуговує більшу частину мережі Інтернет. IPv4 протокол встановлює правила функціонування комп'ютерних мереж за принципом обміну пакетами. Це протокол низького рівня, який відповідає за встановлення з'єднання між вузлами мережі на основі IP- адрес.

IP-адреси

Адреси вузлів в мережі, згідно з протоколом IPv4 мають довжину 32 біт, що дає в сукупності 232 = 4 294 967 296 можливих адрес. Але не всі адреси використовуються для глобального простору (Інтернет), частину адрес виділено для спеціальних потреб, наприклад, для організації локальних (приватних) мереж, віртуальних мережевих інтерфейсів, використовуються в тестових цілях, є спеціальними адресами і так далі.

Представлення IPv4 адрес

IPv4 адреси, як правило, записуються у вигляді чотирьох десяткових чисел від 0 до 255 розділених символом "." (крапка), наприклад, мінімальна можлива адреса - 0.0.0.0, максимальна - 255.255.255.255. Число від 0 до 255, як правило, в комп'ютерних системах вимагає для зберігання 1 байт або 8 біт інформації, таким чином 8 * 4 = 32 біта або 4 байти, що відповідає заявленій довжині адреси.

Хоча можуть бути використані і інші представлення адрес, залежно від необхідності (на прикладі адреси 123.45.67.89):

Безкласова адресація (CIDR)

Спочатку адресація в IP-мережах здійснювалася за класовим принципом (існували класи, які розподіляли адресний простір на великі блоки). Проте дана схема виявилася непрактичною і сьогодні в Інтернет використовується безкласова адресація, відома як Classless Inter-Domain Routing, або скорочено CIDR.

У цілому, CIDR дозволяє описувати блоки IP-адрес для Інтернет-підмереж. Так, стандартним вважається запис CIDR у вигляді IP-адреси, наступного за нею символу "/" та число, що означає бітову маску підмережі, наприклад, 12.13.14.0/24

Число 24 в даному випадку буде означати кількість старших бітів у масці підмережі. Так як IP-адреса складається з 32 біт, але маскою є старші 24, це означає, що для всіх можливих адрес в мережі залишається 32 - 24 = 8 біт. Тобто 28 = 256 можливих. Або, якщо наша маска була б 23 біта а не 24, то для адрес залишилося б 9 біт = 29 = 512 можливих, і навпаки, якщо маска буде 25 біт, то для адрес залишиться 232-25 = 27 = 128 можливих. Таким чином, ми можемо описувати мережі, що складаються з різної кількості доступних адрес. Крім того, одна велика мережа може бути всередині знову роздрібнена на кілька менших підмереж, ті в свою чергу можуть бути також розбиті на підмережі і так далі.

Слід зазначити, що кількість можливих вузлів (хостів) в підмережі завжди мінімум на 2 менше кількості всіх можливих адрес (за деякими винятками, коли адресують мережі /32 та /31). Обумовлено це тим, що перша адреса резервується, як ідентифікатор мережі, а остання є широкомовною.

Спеціальні IPv4 адреси

Згідно з характеристиками, визначеними різними стандартами, що відносяться до протоколу IPv4, існують такі спеціальні адреси:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
Мережа (адреса)ОписСтандарт
0.0.0.0/8Джерело адрес поточної мережіRFC 5735
10.0.0.0/8Для організації приватних мережRFC 1918
100.64.0.0/10Для використання в мережі провайдераRFC 6598
127.0.0.0/8Інтерфейс комутації всередині хостаRFC 5735
169.254.0.0/16Для автоматичного конфігурування (наприклад, за відсутності DHCP)RFC 3927
172.16.0.0/12Для організації приватних мережRFC 1918
192.0.0.0/24Для спеціального призначення (зарезервовано IETF)RFC 5735
192.0.2.0/24Тестова мережа 1, для використання в якості прикладів в документаціїRFC 5735
192.88.99.0/24Для трансляцій з IPv6 в IPv4RFC 3068
192.168.0.0/16Для організації приватних мережRFC 1918
198.18.0.0/15Для тестування продуктивностіRFC 2544
198.51.100.0/24Тестова мережа 2, для використання в якості прикладів в документаціїRFC 5737
203.0.113.0/24Тестова мережа 3, для використання в якості прикладів в документаціїRFC 5737
224.0.0.0/4Для багатоадресної розсилкиRFC 5771
240.0.0.0/4Зарезервовано для можливих потреб у майбутньомуRFC 1700
255.255.255.255Широкомовна адресаRFC 919

Тобто, як видно, з усього адресного простору IPv4 частина адрес використовується для спеціальних потреб, а це означає, що для потреб реальних вузлів мережі вільних адрес залишається навіть менше, ніж теоретично визначено IPv4 протоколом. На сьогоднішній день адресний простір IPv4 практично повністю вичерпано, всі вільні адреси використані для спеціальних потреб або роздані різним організаціям для потреб їх мереж.

Тому останнім часом здійснюється поступовий перехід на новий протокол IPv6.

Дивіться також: