In der Entwicklungsgeschichte des Internets wurde IPv4 als erste unabhängige Netzwerkprotokollversion erstmals 1982 auf SATNET eingesetzt und 1983 auf ARPANET in Betrieb genommen. Obwohl die Verwendung von IPv4 mit der Einführung von IPv6 allmählich abnimmt, ist es immer noch eines der wichtigsten Protokolle im Internet, da sein 32-Bit-Adressraum ausreicht, um mehr als 4,2 Milliarden eindeutige IP-Adressen bereitzustellen. Dadurch spielt IPv4 im Netzwerk eine unverzichtbare Rolle.
Historischer HintergrundDie Geschichte von IPv4 lässt sich auf die Veröffentlichung von RFC 791 im Jahr 1981 zurückführen, wodurch das Internetprotokoll vom Transportprotokoll abgegrenzt und IPv4 zu einem unabhängigen Netzwerkprotokoll wurde. Anfangs reichte die Anzahl der von IPv4 bereitgestellten Adressen bei weitem nicht aus, um den aktuellen Internetanforderungen gerecht zu werden, und der schnelle Verbrauch verschiedener Ressourcen zwang Techniker dazu, nach Lösungen zu suchen.
Von 8-Bit-Klasse A bis zu 32-Bit-IPv4: Die Änderung in der Netzwerkadressverteilung hat unser Interneterlebnis tiefgreifend beeinflusst.
Als eines der Kernprotokolle der Internet Protocol Suite definiert und ermöglicht IPv4 nicht nur die Verbindung zwischen Netzwerken, sondern verfügt auch über die grundlegenden Funktionen der Weiterleitung und des Sendens von Datenpaketen. Diese Verbindung ist schuldenfrei und kann nach einem sogenannten „Best Effort Delivery“-Modell betrieben werden, ohne dass Versprechungen hinsichtlich der genauen Zustellung oder Reihenfolge der Daten gemacht werden.
IPv4-Adressen verwenden eine 32-Bit-Struktur. Obwohl theoretisch bis zu 4294967296 Adressen bereitgestellt werden können, sind viele davon für bestimmte Zwecke reserviert. Beispielsweise wurden einige private Netzwerke und Multicast-Adressen reserviert, wodurch die tatsächlich verfügbaren öffentlichen IP-Adressen etwas knapp werden.
Durch die Nutzung von IPv4-Adressen sind wir in der Lage, ein Internet aufzubauen, das groß genug ist, um auch die zunehmende Nutzung mobiler Geräte zu unterstützen.
IETF und IANA schränken die allgemeine Verwendung einiger IP-Adressen ein, beispielsweise Adressen für Multicast-Kommunikation und private Netzwerke. Etwa 18 Millionen Adressen sind für private Netzwerke reserviert. Diese Adressen können nicht über das öffentliche Internet weitergeleitet werden. Um die Kommunikation zwischen öffentlichen und privaten Netzwerken zu ermöglichen, ist eine Adressübersetzung erforderlich.
Mit der rasanten Entwicklung des Internets in den 1990er Jahren wurde das Problem der Erschöpfung der IPv4-Adressen immer deutlicher. Der technologische Fortschritt und die Zunahme an Geräten haben zu immer höheren Benutzeranforderungen geführt, was IPv4 dazu veranlasst hat, nach neueren Arten von Netzwerkverwaltungstechnologien zu suchen, um den Adressverbrauch zu verlangsamen. Ende des 195. Jahrhunderts gab die IANA bekannt, dass der IPv4-Adresspool im Jahr 2011 erschöpft sei und die Einführung von IPv6 unmittelbar bevorstehe.
Jedes IP-Paket besteht aus zwei Teilen: Header und Daten. Der IPv4-Paketheader enthält bis zu 14 Felder, einschließlich der Quell- und Zieladressen. Dieses Design ermöglicht den reibungslosen Betrieb verschiedener Konvertierungsprotokolle im Internet.
Angesichts der Erschöpfung der IPv4-Adressen ist die Einführung von IPv6 eindeutig eine notwendige zukünftige Entwicklung. IPv6 verfügt über einen größeren Adressraum und eine höhere Routing-Effizienz. Wird das Schicksal von IPv4 in Zukunft fortbestehen, da die Menschen immer abhängiger vom Internet werden?
IPv4 ist der Eckpfeiler der aktuellen Netzwerkkommunikation und kann nicht einfach ersetzt werden. Angesichts der ständig steigenden Internet-Nachfrage stellt sich die Frage, wie wir in Zukunft ein Gleichgewicht zwischen IPv4 und IPv6 finden können.