IPv4 คืออะไร?

IPv4 หรือ Internet Protocol เวอร์ชัน 4 เป็นเวอร์ชันที่สี่ของ IP หรือ Internet Protocol ตามชื่อ โปรโตคอลนี้เป็นหนึ่งในโปรโตคอลหลักที่ใช้ในการสร้างและบำรุงรักษาอินเทอร์เน็ต ( เช่นเดียวกับเครือข่ายอื่นๆ ที่มีโครงสร้างคล้ายกัน )

IP เวอร์ชันดั้งเดิมเปิดตัวในปี 1974 นานมาแล้วก่อนที่จะมีอินเทอร์เน็ตที่เรารู้จักในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของโปรโตคอลอื่น – TCP หรือ Transmission Control Protocol ซึ่งแตกต่างจาก TCP ซึ่งได้รับการอัปเดตแต่ไม่ได้ทำใหม่ครั้งใหญ่ตั้งแต่เริ่มคิด IP ได้เห็นการแก้ไขหลายครั้ง IPv4 เป็นเวอร์ชันหลักรุ่นแรกและจนถึงปัจจุบัน ยังคงใช้โปรโตคอลหลักบนอินเทอร์เน็ต

มันทำอะไร?

Internet Protocol ในทุกเวอร์ชันมีหน้าที่รับผิดชอบในการแยกส่วนและประกอบรวมข้อมูลที่ส่งและกำหนดเส้นทางดาต้าแกรมจากโฮสต์ไปยังปลายทาง พูดง่ายๆ ก็คือ IPv4 แบ่งข้อมูลและจัดแพ็คเกจเป็นหน่วยเล็กๆ ที่สามารถถ่ายโอนผ่านเครือข่ายได้ จากนั้นทำก่อนที่จะใส่ข้อมูลกลับเข้าด้วยกันสำหรับผู้รับ “ดาตาแกรม” คือแพ็กเก็ตเครือข่ายที่ส่งไปมา และแต่ละส่วนประกอบด้วยสองส่วน – ส่วนหัวและส่วนของข้อมูล

ส่วนหัวของ IP มีข้อมูลเกี่ยวกับที่อยู่ IP ต้นทางและปลายทาง และข้อมูลเมตาเพิ่มเติมที่จำเป็นในการรับดาตาแกรมไปยังตำแหน่งที่จะไป เพย์โหลดคือข้อมูลจริงที่กำลังถูกขนส่ง กระบวนการแบ่งข้อมูลออกเป็นดาต้าแกรมสำหรับการถ่ายโอนนั้นทำกันหลายพันล้านครั้งต่อวัน ทุกครั้งที่ผู้ใช้เข้าถึงอินเทอร์เน็ตและขอให้โหลดหน้าเว็บ เป็นต้น

ทำไมต้อง IPv4?

IP ดั้งเดิมที่สร้างขึ้นในปี 1974 ไม่เพียงพอสำหรับงานที่ต้องใช้งานในครั้งแรก ในปี 1981 IPv4 ได้รับการพัฒนาเป็นเวอร์ชันปรับปรุง เป็นเวอร์ชันนี้ที่กระทรวงกลาโหมสหรัฐนำมาใช้เป็นมาตรฐานสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทางทหารทั้งหมด ดังนั้นจึงกลายเป็นรากฐานที่สำคัญของอินเทอร์เน็ตยุคใหม่หลังจากนั้นไม่นาน

รูปแบบที่ใช้สำหรับที่อยู่ภายในระบบ IPv4 ประกอบด้วยสี่อ็อกเต็ตของข้อมูล ส่วนใหญ่มักจะคั่นด้วยจุด คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับการออกแบบ: 127.0.255.250 จะเป็นตัวอย่างของที่อยู่ดังกล่าว เป็นที่น่าสังเกตว่าที่อยู่ IP ในระบบ IPv4 ไม่เหมือนกับ URL ของเว็บไซต์ แม้ว่าเนื้อหาของเว็บไซต์จะถูกส่งผ่านโปรโตคอล IP แต่ URL และที่อยู่ IP จะไม่ตรงกัน แม้ว่าโทรศัพท์ที่ใช้ในการโหลดเว็บไซต์จะมีที่อยู่ IP เฉพาะ แต่ตัวเว็บไซต์เองไม่มี – อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าคอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมูลไว้ก็ตาม

ข้อ จำกัด และขั้นตอนต่อไป

จุดประสงค์ของ IPv4 มีไว้เพื่อรับข้อมูลจาก A ถึง B เท่านั้น – ไม่รับประกันการส่งข้อมูล และไม่ได้รับประกันว่าข้อมูลจะถูกส่งและประกอบในลำดับที่ถูกต้องและในเวลาที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังไม่สามารถป้องกันการส่งแพ็กเก็ตที่ซ้ำกันได้ สิ่งที่จำเป็นแต่ได้รับการดูแลโดยโปรโตคอลการขนส่งชั้นบน เช่น TCP IPv4 ทั้งหมดทำคือใช้วิธี 'พยายามอย่างเต็มที่' เพื่อส่งข้อมูลไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องให้ได้มากที่สุด ในทางตรงกันข้าม ประเด็นสำคัญ เช่น ความสมบูรณ์ของข้อมูลจะได้รับการจัดการโดยโปรโตคอลอื่นๆ

ข้อจำกัดที่สำคัญที่สุดของ IPv4 คือการใช้ที่อยู่แบบ 32 บิต ย้อนกลับไปเมื่อเริ่มต้น นั่นไม่ใช่ปัญหา อินเทอร์เน็ตได้ขยายไปยังจุดที่การหมดพื้นที่ที่อยู่เป็นปัญหา ระบบการกำหนดแอดเดรสแบบ 32 บิตหมายถึงจำนวนแอดเดรสที่เป็นไปได้ทั้งหมดคือ 232 หรืออีกนัยหนึ่งคือ 4294967296 เท่านั้นที่สามารถมีอยู่ได้

ประมาณ 18 ล้านรายการสงวนไว้สำหรับเครือข่ายส่วนตัว และอีก 270 ล้านรายการสำหรับที่อยู่แบบหลายผู้รับ แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม อินเทอร์เน็ตกำลังถึงจุดที่จำนวนนี้ไม่เพียงพออีกต่อไป สิ่งนี้ทำให้เกิดการพัฒนาโปรโตคอลตัวต่อ - IPv6 ในปี 2554 กลุ่มที่อยู่หลักหมดลงอย่างเป็นทางการ เหลือพื้นที่เพียงเล็กน้อยในการเปลี่ยนไปใช้ IPv6

IPv6 ได้รับการเสนอครั้งแรกในปี 1998 และให้สัตยาบันเป็นมาตรฐานอินเทอร์เน็ตในปี 2017 หลังจากที่นักพัฒนาเริ่มใช้ IPv6 ในช่วงกลางปี ​​2000 แม้จะเป็นการปรับปรุงเท่าที่มีช่องว่างที่อยู่ ( IPv6 ใช้แพ็กเก็ต 128 บิต รวม 3.4 × 1038 ที่อยู่ที่มีอยู่ ) IPv4 และ IPv6 ไม่สามารถทำงานร่วมกันได้ ซึ่งหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถสื่อสารกันได้โดยตรง สิ่งนี้ยังทำให้การเปลี่ยนไปใช้ IPv6 ทั้งหมดมีความซับซ้อนมากขึ้น และเป็นเหตุว่าทำไมอินเทอร์เน็ตจำนวนมากยังคงพึ่งพาระบบ IPv4 ทั้งหมด

บทสรุป

IPv4 เป็นโปรโตคอลพื้นฐานและรูปแบบการระบุที่อยู่ของอินเทอร์เน็ตและตัวตั้งต้น อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับโปรโตคอลที่ล้าสมัยหลายตัว มันแสดงให้เห็นสัญญาณของการออกแบบที่ล้าสมัย แม้ว่าโปรโตคอลจำนวนมากจะขาดความปลอดภัย แต่สำหรับ IPv4 นั้นขาดความสามารถในการปรับขนาด ในขณะที่ที่อยู่ 4 พันล้านที่อยู่นั้นอาจฟังดูมาก แต่ในโลกสมัยใหม่ที่ผู้คนจำนวนมากมีอุปกรณ์เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตมากกว่าหนึ่งเครื่อง แค่นั้นไม่เพียงพอ

แม้จะมีสิ่งนี้และแรงกดดันอย่างมากในการเปลี่ยนไปใช้โปรโตคอล IPv6 รุ่นต่อไปซึ่งมีพื้นที่ที่อยู่กว้างขวาง การเปลี่ยนจาก IPv4 ค่อนข้างยุ่งยากและช้า แม้กระทั่งในปัจจุบัน เครือข่ายจำนวนมากที่ใช้ IPv6 อาจใช้สแต็กเครือข่ายคู่ที่เกี่ยวข้องกับ IPv4 และ v6 หรือใช้ IPv4 ภายในและแปลผ่าน NAT เป็นที่อยู่สาธารณะ IPv6