ما هو IPv4؟

كما يوحي الاسم ، IPv4 أو الإصدار 4 من بروتوكول الإنترنت هو الإصدار الرابع من IP أو بروتوكول الإنترنت. هذا البروتوكول هو أحد البروتوكولات الأساسية المستخدمة في إنشاء وصيانة الإنترنت ( بالإضافة إلى بعض الشبكات الأخرى ذات البنية المماثلة ).

تم تقديم الإصدار الأصلي من IP في عام 1974. قبل وقت طويل من إنشاء الإنترنت الذي نعرفه حاليًا. كما كان بمثابة أساس لبروتوكول آخر - TCP. أو بروتوكول التحكم في الإرسال. على عكس TCP ، الذي تم تحديثه ولكن لم يتم إعادة صياغته بشكل كبير منذ ظهوره ، شهد IP العديد من المراجعات. كان IPv4 هو الإصدار الرئيسي الأول منه وهو ، حتى الآن. ومع ذلك ، يتم استخدام البروتوكول السائد على الإنترنت.

ماذا تعمل، أو ماذا تفعل؟

بروتوكول الإنترنت ، في أي إصدار ، مسؤول عن تجزئة وإعادة تجميع البيانات المرسلة وتوجيه مخططات البيانات من مضيف إلى وجهة. بشكل أكثر بساطة ، يقوم IPv4 بتقسيم المعلومات وتغليفها إلى وحدات أصغر يمكن نقلها عبر الشبكة. ثم يفعل ذلك قبل إعادة تجميع البيانات معًا للمستلم. "مخطط البيانات" هو حزم الشبكة المرسلة ذهابًا وإيابًا. ويتكون كل منهما من قسمين - الرأس والحمولة.

يحتوي عنوان IP على معلومات حول عنوان IP المصدر والوجهة والبيانات الوصفية الإضافية اللازمة للحصول على مخطط البيانات إلى حيث يتجه. الحمولة هي البيانات الفعلية التي يتم نقلها. تتم عملية تقسيم البيانات إلى مخططات بيانات لنقلها بلايين المرات يوميًا. في كل مرة يدخل فيها المستخدم إلى الإنترنت ويطلب تحميل صفحة ويب ، على سبيل المثال.

لماذا IPv4؟

لم يكن عنوان IP الأصلي الذي تم إنشاؤه في عام 1974 كافيًا للمهمة التي تتطلب استخدامه أولاً. في عام 1981 ، تم تطوير IPv4 كإصدار محسن. كان هذا هو الإصدار الذي اعتمدته وزارة الدفاع الأمريكية كمعيار لجميع شبكات الكمبيوتر العسكرية الخاصة بهم. وهكذا ، أصبحت حجر الزاوية للإنترنت الحديث بعد فترة وجيزة.

يتكون التنسيق المستخدم للعناوين داخل نظام IPv4 من أربع ثماني بتات من البيانات ، غالبًا ما تكون مفصولة بنقاط. التصميم مألوف لمعظم الناس: 127.0.255.250 سيكون مثالاً لأحد هذه العناوين. تجدر الإشارة إلى أن عناوين IP في نظام IPv4 ليست هي نفسها عناوين URL لمواقع الويب - على الرغم من أن محتوى موقع الويب يتم نقله عبر بروتوكول IP ، فإن عناوين URL وعناوين IP ليست مترادفة. في حين أن الهاتف المستخدم لتحميل موقع ويب له عنوان IP فريد ، فإن موقع الويب نفسه لا يمتلكه - مهما كان جهاز الكمبيوتر الذي يتم تخزين البيانات عليه.

القيود والخطوة التالية

الغرض من IPv4 هو حصريًا الحصول على البيانات من A إلى B - فهو لا يضمن تسليم البيانات ، ولا يتأكد من تسليم المعلومات وتجميعها بالترتيب الصحيح وفي الوقت المناسب. كما أنه لا يمكنه منع إرسال الحزم المكررة. أشياء من هذا القبيل ضرورية ولكن يتم الاعتناء بها بواسطة بروتوكولات نقل الطبقة العليا ، مثل TCP. كل ما يفعله IPv4 هو اتباع نهج "أفضل جهد" لتقديم أكبر قدر ممكن من البيانات إلى الموقع الصحيح. في المقابل ، يتم التعامل مع الجوانب الأساسية مثل سلامة البيانات من خلال بروتوكولات أخرى.

أهم قيود IPv4s هو استخدامه لعناوين 32 بت. مرة أخرى في بدايتها ، لم تكن هذه مشكلة. لقد توسع الإنترنت إلى النقطة التي يمثل فيها استنفاد مساحة العنوان مشكلة. نظام العنونة 32 بت يعني أن العدد الإجمالي للعناوين الممكنة هو 232. بمعنى آخر ، يمكن أن يوجد فقط 4294967296 عنوانًا.

تم تخصيص حوالي 18 مليونًا منها للشبكات الخاصة ، و 270 مليونًا أخرى لعناوين البث المتعدد - ولكن في كلتا الحالتين ، يصل الإنترنت بسرعة إلى النقطة التي لم يعد فيها هذا الرقم كافياً. دفع هذا إلى تطوير بروتوكول لاحق - IPv6. في عام 2011 ، تم استنفاد مجموعة العناوين الأساسية رسميًا ، ولم يتبق سوى مساحة صغيرة للانتقال إلى IPv6.

تم اقتراح IPv6 لأول مرة في عام 1998 وتم التصديق عليه كمعيار للإنترنت في عام 2017 ، بعد فترة طويلة من بدء استخدامه من قبل المطورين في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. على الرغم من كونه تحسنًا فيما يتعلق بمساحات العنوان ( يستخدم IPv6 حزم 128 بت ، بإجمالي 3.4 × 1038 عناوين متوفرة ) ، فإن IPv4 و IPv6 غير قابلين للتشغيل البيني. هذا يعني أنهم لا يستطيعون التواصل مع بعضهم البعض بشكل مباشر. وهذا يجعل الانتقال بالكامل إلى IPv6 أمرًا أكثر تعقيدًا ولهذا السبب لا يزال الكثير من الإنترنت يعتمد كليًا على نظام IPv4.

خاتمة

IPv4 هو البروتوكول التأسيسي ونظام العنونة للإنترنت وسلائفها. ومع ذلك ، مثل العديد من بروتوكولات الشيخوخة ، فإنه يظهر علامات على تصميم قديم. بينما بالنسبة للعديد من البروتوكولات ، كان هذا نقصًا في الأمان ، بالنسبة إلى IPv4 ، فهو نقص في قابلية التوسع. في حين أن 4 مليارات عنوان يقدمها قد تبدو كثيرة ، في العالم الحديث حيث يمتلك الكثير من الناس أكثر من جهاز متصل بالإنترنت ، فهذا ببساطة لا يكفي.

على الرغم من هذا والضغط الشديد للانتقال إلى بروتوكول IPv6 اللاحق الذي يوفر مساحة عنوان واسعة ، فقد كان الانتقال بعيدًا عن IPv4 صعبًا وبطيئًا نسبيًا. حتى الآن ، تستخدم العديد من الشبكات التي تستخدم IPv6 إما حزم الشبكة المزدوجة التي تتضمن IPv4 و v6 أو تستخدم IPv4 داخليًا وترجمتها عبر NAT إلى عنوان IPv6 العام.