IPv4

IPv4 ehk internetiprotokolli versioon 4 on neljas versioon internetiprotokollist (IP), mis defineerib IP-aadresside esitamise viisi. IPv4 oli protokolli versioon, mis lasti käiku koos ARPANETiga 1983. aastal. IPv4 marsruudib jätkuvalt suuremat osa internetist^[1], hoolimata selle järeltulija IPv6 kasutuseletulekust.

IPv4 kasutab 32-bitilist aadressiruumi, mistõttu on võimalike unikaalsete aadresside koguarv piiratud arvuga 2³² ehk 4 294 967 296. Arv on tegelikult aga väiksem, sest osa võimalikest aadressidest on reserveeritud muudeks võrgustike funktsioonideks.

Aadresside ülesmärkimine

Nelja punktiga kümnendsüsteemis kirjutatud IPv4-aadressi väljendamine kahendsüsteemis

IPv4-aadresse võib üles kirjutada ükskõik mis viisil, mis väljendab 32-bitilise täisarvu väärtust. Tüüpiliselt kirutatakse need välja nelja punktiga kümnendsüsteemis, mis koosneb aadressi neljast oktetist, mis on eraldi välja kirjutatud kümnendsüsteemis ning eraldatud punktidega.

Näiteks nelja punktiga IP-aadress 192.0.2.235 väljendab 32-bitist kümnendsüsteemis numbrit 3221226219, mis kuueteistkümnendsüsteemis väljendub kui 0xC00002EB. Seda võib väljendada ka nelja punktiga kuueteistkümnendsüsteemis, siis on aadress 0xC0.0x00.0x02.0xEB. Sama aadressi võib kirjutada ka kaheksandsüsteemis kui 0300.0000.0002.0353.

CIDR notatsioon võtab kompaktselt kokku aadressi selle marsruutimiseesliitega, kus aadressile järgneb kaldkriips (/) ning arv järjestikuseid 1 bitte marsruutimiseesliites. Marsruutimiseesliited määravad ära aadressiploki alamvõrgu.^[2]

Kuivõrd iga 8-bitise kahendnumbri (unsigned integer) väärtus jääb vahemikku 0...255, siis näiteks kirjutis 309.937.0.43 ei saaks olla IP-aadress. Kohtuasjade vältimiseks kasutab Hollywood sääraseid "võimatuid" aadresse sageli oma filmides.^[3]

Allokatsioon

Originaalses spetsifikatsioonis oli IPv4-aadress jagatud kaheks osaks: suurim aadressi oktett oli võrgu identifikaator ning ülejäänud osa aadressist oli hosti identifikaator. See struktuur võimaldas aga ainult 256 unikaalset võrgu identifikaatorit, mis muutus ruttu probleemiks.

Seetõttu defineeriti 1981. aastal suurim oktett ümber võrguklassiks. See süsteem määrab viis erinevat klassi: A-, B-, C-, D- ja E-klassi. A-, B- ja C-klassidel olid erinevad bittide pikkused võrgu identifikaatoriks ning ülejäänud aadressi kasutati nagu varem hosti identifikaatorina. D-klassi aadressid määrati multiedastuseks ning E-klassi aadressid reserveeriti tulevikuks.^[4]

Klassidega defineeritud võrke hakati 1985. aastal eraldama alamvõrkudeks.^[5] 1993. aastal loodi selle põhjal CIDR (Classless Inter-Domain Routing)^[2][6][7], mis oli klassivaba süsteem ja suuremalt jaolt kaotas varasema klasside süsteemi. CIDR lubas mistahes aadressiruumi jaotamise väiksemateks või suuremateks aadresside plokkideks, mida sai siis kasutajatele määrata. CIDR-i loodud hierarhilist süsteemi haldab IANA (Internet Assigned Numbers Authority) ning regionaalsed internetiregistrid (RIR-id). Iga RIR haldab avalikku WHOIS andmebaasi, mis pakub informatsiooni IP-aadresside määramise kohta.

IANA ja IETF (Internet Engineering Task Force) on reserveerinud osa IP-aadressidest eriotstarbel kasutamiseks ega luba neid seetõttu tavakasutusse. Nii on näiteks aadresside plokk 127.0.0.0/8, mis koosneb 16 777 216 aadressist, reserveeritud kohaliku hosti aadresside vahemikuks.

Aadressiruumi piirangud

IPv4-aadresside hulk Eestis

Juba 1980. aastatel avastati, et vabade IPv4-aadresside arv vähenes kiiremini kui esialgu mõeldud oli.^[8] Peamiselt oli selle taga kasvav arv interneti kasutajaid, kes kasutasid ka aina rohkem mobiilseid seadeid, näiteks sülearvuteid, pihuarvuteid ja nutitelefone. Aadressiruumi piirangud nõudsid mitmete parandusmeetmete kasutusele võtmist, näiteks CIDR meetodid, võrguaadresside teisendus ja ranged piirangud regionaalsetele internetiregistritele.

Tavalise interneti jaoks mõeldud aadresside arv täitus 3. veebruaril 2011, kui viimased viis aadresside plokki määrati viiele regionaalsele internetiregistrile.^[9][10]

Pikaajaline lahendus kõigile IPv4 piirangutele on 1998. aastal loodud IPv6 spetsifikatsioon, mille võimalik aadressi suurus on 128 bitti, kaotades sellega põhimõtteliselt kõik IPv4 spetsifikatsiooni piirangud.^[11] IPv4 ja IPv6 ei ole aga omavahel täielikult ühtivad, ainult IPv4 kasutavad hostid ei saa kommunitseerida ainult IPv6 kasutavate hostidega. IPv6 hakati juurutama 2006. aastal, kuid täielik IPv6-le üleminek võtab eeldatavasi veel palju aega.^[12]

Vaata ka

• IPv6
• Marsruutimine