Wat is IPv4?

Zoals de naam al aangeeft, is IPv4 of Internet Protocol versie 4 de vierde versie van het IP of Internet Protocol. Dit protocol is een van de kernprotocollen die worden gebruikt bij het tot stand brengen en onderhouden van internet ( evenals enkele andere vergelijkbare gestructureerde netwerken ).

De originele versie van het IP werd geïntroduceerd in 1974. Lang voordat het internet dat we nu kennen, ingeburgerd raakte. Het diende ook als basis van een ander protocol: het TCP. Of het transmissiecontroleprotocol. In tegenstelling tot de TCP, die sinds de conceptie is bijgewerkt maar niet ingrijpend is herwerkt, heeft de IP verschillende herzieningen ondergaan. IPv4 was de eerste grote versie ervan en is dat tot op heden. Toch wordt op internet het dominante protocol gebruikt.

Wat doet het?

Het internetprotocol, in welke versie dan ook, is verantwoordelijk voor het fragmenteren en opnieuw samenstellen van verzonden gegevens en het routeren van datagrammen van host naar bestemming. Simpel gezegd: IPv4 splitst de informatie op en verpakt deze in kleinere eenheden die via het netwerk kunnen worden overgedragen. En doet dit vervolgens voordat de gegevens weer worden samengesteld voor de ontvanger. "Datagram" zijn de netwerkpakketten die heen en weer worden verzonden. En elk van hen bestaat uit twee secties: de kop en de lading.

De IP-header bevat informatie over het bron- en bestemmings-IP-adres en aanvullende metagegevens die nodig zijn om het datagram te krijgen waar het naartoe gaat. De payload is de daadwerkelijke data die wordt getransporteerd. Het proces van het opsplitsen van gegevens in datagrammen voor overdracht wordt miljarden keren per dag uitgevoerd. Elke keer dat een gebruiker het internet opgaat en vraagt ​​om bijvoorbeeld een webpagina te laden.

Waarom IPv4?

Het oorspronkelijke IP-adres dat in 1974 was gemaakt, was niet voldoende voor de taak waarvoor het eerst moest worden gebruikt. In 1981 werd IPv4 ontwikkeld als een verbeterde versie. Het was deze versie die het Amerikaanse ministerie van Defensie aannam als de standaard voor al hun militaire computernetwerken. Zo werd het niet lang daarna een hoeksteen van het moderne internet.

Het formaat dat wordt gebruikt voor adressen binnen het IPv4-systeem bestaat uit vier octetten aan gegevens, meestal gescheiden door punten. Het ontwerp is bij de meeste mensen bekend: 127.0.255.250 is een voorbeeld van zo'n adres. Het is vermeldenswaard dat IP-adressen in het IPv4-systeem niet hetzelfde zijn als website-URL's - hoewel website-inhoud wordt verzonden via het IP-protocol, zijn URL's en IP-adressen niet synoniem. Hoewel een telefoon die wordt gebruikt om een ​​website te laden een uniek IP-adres heeft, heeft de website zelf dat niet – ongeacht de computer waarop de gegevens zijn opgeslagen.

Beperkingen en de volgende stap

Het doel van IPv4 is uitsluitend om gegevens van A naar B te krijgen – het garandeert geen levering van gegevens, noch zorgt het ervoor dat informatie in de juiste volgorde en op het juiste moment wordt afgeleverd en samengesteld. Het kan ook niet voorkomen dat dubbele pakketten worden verzonden. Dat soort dingen zijn noodzakelijk, maar worden geregeld door transportprotocollen van de bovenste laag, zoals TCP. Het enige dat IPv4 doet, is een 'best-effort'-aanpak hanteren om zoveel mogelijk gegevens op de juiste locatie af te leveren. Essentiële aspecten zoals gegevensintegriteit worden daarentegen afgehandeld door andere protocollen.

De belangrijkste beperking van IPv4 is het gebruik van 32-bits adressen. In het begin was dat geen probleem. Het internet is uitgegroeid tot een punt waarop uitputting van de adresruimte een probleem is. Het 32-bits adresseringssysteem betekent dat het totale aantal mogelijke adressen 232 is. Met andere woorden, er kunnen slechts 4294967296 adressen bestaan.

Ongeveer 18 miljoen daarvan zijn gereserveerd voor privénetwerken en nog eens 270 miljoen voor multicast-adressen - maar hoe dan ook, internet bereikt snel het punt waarop dit aantal niet meer genoeg is. Dit leidde tot de ontwikkeling van een opvolgerprotocol - IPv6. In 2011 was de primaire adrespool formeel uitgeput, waardoor er slechts een kleine ruimte overbleef om over te stappen naar IPv6.

IPv6 werd voor het eerst voorgesteld in 1998 en geratificeerd als internetstandaard in 2017, lang nadat het halverwege de jaren 2000 door ontwikkelaars werd gebruikt. Ondanks dat het een verbetering is wat betreft adresruimten ( IPv6 gebruikt 128-bits pakketten, in totaal 3,4 × 1038 beschikbare adressen ), zijn IPv4 en IPv6 niet interoperabel. Dit betekent dat ze niet rechtstreeks met elkaar kunnen communiceren. Dit maakt het ook ingewikkelder om volledig over te stappen op IPv6 en daarom is een groot deel van het internet nog steeds volledig afhankelijk van het IPv4-systeem.

Conclusie

IPv4 is het fundamentele protocol en adresseringsschema van internet en zijn voorlopers. Zoals veel verouderingsprotocollen vertoont het echter tekenen van een verouderd ontwerp. Terwijl dit voor veel protocollen een gebrek aan beveiliging was, is het voor IPv4 een gebrek aan schaalbaarheid. Hoewel de 4 miljard adressen die het biedt misschien veel lijken, is het in de moderne wereld waar veel mensen meer dan één apparaat met internetverbinding hebben, simpelweg niet genoeg.

Ondanks dit en de intense druk om over te stappen op het opvolger IPv6-protocol, dat een enorme adresruimte biedt, was het relatief lastig en traag om over te stappen van IPv4. Zelfs nu gebruiken veel netwerken die IPv6 gebruiken ofwel dubbele netwerkstacks met IPv4 en v6 of gebruiken IPv4 intern en vertalen het via NAT naar een openbaar IPv6-adres.