IPv4

IPv4 (Internet Protocol version 4) — четвёртая версия межсетевого протокола IP, которая использует 32-битные адреса и отвечает за адресацию и доставку пакетов между сетями. Протокол описан в RFC 791 (документ, определяющий спецификацию протокола Internet Protocol версии 4 (IPv4)) в 1981 году и остаётся основой большей части интернет-трафика.

Структура адреса и маска подсети

Адрес IPv4 записывают четырьмя десятичными числами от 0 до 255 через точку, например 192.0.2.10. Всего возможно около 4,3 миллиарда адресов. Адрес делится на номер сети и номер узла; границу задаёт маска подсети или длина префикса в нотации CIDR (бесклассовая межсетевая маршрутизация). Запись 192.0.2.0/24 означает, что первые 24 бита относятся к сети, а на узлы остаётся 8 бит — 254 пригодных адреса. Минимальный заголовок пакета занимает 20 байт и включает поле TTL, ограничивающее число переходов. Бесклассовая адресация CIDR заменила прежнее деление на классы A, B и C.

Частные и специальные диапазоны

RFC 1918 выделяет три диапазона для внутренних сетей: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 и 192.168.0.0/16. В интернете они не маршрутизируются, поэтому для выхода наружу используется трансляция адресов NAT. Блок 127.0.0.0/8 зарезервирован для петлевого интерфейса, 169.254.0.0/16 — для автоматической настройки без DHCP, 224.0.0.0/4 — для многоадресной рассылки. Диапазон 100.64.0.0/10 провайдеры применяют для NAT операторского класса (CGNAT).

Исчерпание адресов

Свободный пул IANA закончился в 2011 году. Региональный регистратор RIPE NCC, обслуживающий Европу и в том числе Беларусь, распределил последние блоки в ноябре 2019 года. Новые организации получают адреса через лист ожидания или покупают либо арендуют их на вторичном рынке. Дефицит сдерживают NAT и повторное использование частных диапазонов внутри организаций. Долгосрочное решение — переход на IPv6 с 128-битными адресами.