Kể từ năm 1983, IPv4 (Giao thức Internet phiên bản 4), với tư cách là giao thức truyền dẫn đầu tiên của Internet, đã trải qua quá trình hình thành hàng thập kỷ và ngay cả trong thời đại kỹ thuật số ngày nay, nó vẫn thống trị áp đảo lưu lượng mạng toàn cầu. Nhiều chuyên gia và người trong ngành tin rằng sự thành công của IPv4 không chỉ nhờ đặc tính kỹ thuật mà còn liên quan chặt chẽ đến tính linh hoạt trong thiết kế và khả năng ứng dụng rộng rãi của nó.
IPv4 sử dụng không gian địa chỉ 32 bit, cung cấp 4.294.967.296 địa chỉ duy nhất, mặc dù nhiều địa chỉ được dành riêng cho các mục đích sử dụng cụ thể.
IPv4 lần đầu tiên được đưa vào sản xuất trên SATNET vào năm 1982 và sau đó là ARPANET vào năm 1983. Nó được thiết kế để giải quyết những thách thức mà các phiên bản TCP/IP trước đó gặp phải. Là một giao thức độc lập, IPv4 đã đẩy sự phát triển của Internet lên một tầm cao mới. Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã chọn TCP/IP làm tiêu chuẩn cho tất cả các mạng máy tính quân sự, đẩy nhanh việc áp dụng nó trên toàn cầu.
IPv4 có thể định tuyến các gói dữ liệu trên Internet một cách hiệu quả. Nó thực hiện các chức năng định tuyến thông qua hệ thống địa chỉ logic, chuyển tiếp các gói dữ liệu từ máy chủ nguồn đến bộ định tuyến tiếp theo gần đích hơn. Do đặc điểm của nó, IPv4 được định nghĩa là giao thức không kết nối và dựa trên mô hình phân phối "nỗ lực tốt nhất".
Điều này có nghĩa là IPv4 không đảm bảo việc phân phối các gói cũng như không đảm bảo thứ tự hoặc tránh việc phân phối trùng lặp. Những vấn đề này thường được giải quyết bằng các giao thức truyền tải lớp trên (chẳng hạn như TCP).
Có một số địa chỉ sử dụng đặc biệt trong việc phân bổ địa chỉ IPv4. Khoảng 180.000 địa chỉ được dành riêng cho việc sử dụng mạng riêng và khoảng 268 triệu địa chỉ được sử dụng làm địa chỉ multicast. Các vùng địa chỉ cụ thể này đảm bảo Internet hoạt động hiệu quả và giải quyết các vấn đề về bảo mật và quyền riêng tư trong mạng công cộng.
Với sự gia tăng số lượng người dùng mạng, không gian địa chỉ IPv4 đang dần cạn kiệt. Vào giữa những năm 1990, IPv4 đã giới thiệu thành công các công nghệ như Định tuyến liên miền độc lập lớp (CIDR) và Dịch địa chỉ mạng (NAT) để giải quyết vấn đề này. Tuy nhiên, việc ra mắt IPv6 nhằm mục đích cung cấp không gian địa chỉ lớn hơn nhằm giải quyết các thiếu sót cơ bản của IPv4 và cải thiện khả năng mở rộng của Internet.
Tuy nhiên, IPv4 vẫn chưa bị loại bỏ hoàn toàn và đã trở thành nền tảng cho nhiều hệ thống hiện có và hoạt động cùng với IPv6, khiến quá trình chuyển đổi gặp nhiều thách thức.
Mặc dù công nghệ tiếp tục phát triển và IPv6 dần trở nên phổ biến hơn nhưng IPv4 vẫn chiếm một vị trí không thể thiếu trong Internet toàn cầu và điều này có thể còn tiếp tục trong nhiều năm nữa. Để hiểu hiện tượng này, chúng ta cần suy nghĩ: Trong một thế giới kỹ thuật số không ngừng phát triển, liệu IPv4 có tìm được nơi sinh sống mới hay cuối cùng nó sẽ bị thay thế bởi các công nghệ mới?