Trong lịch sử phát triển của Internet, IPv4 là phiên bản giao thức mạng độc lập đầu tiên được triển khai lần đầu tiên trên SATNET vào năm 1982 và đưa vào sử dụng trên ARPANET vào năm 1983. Mặc dù việc sử dụng IPv4 đang dần giảm đi khi IPv6 ra đời, nhưng đây vẫn là một trong những giao thức quan trọng nhất trên Internet vì không gian địa chỉ 32 bit của nó đủ để cung cấp hơn 4,2 tỷ địa chỉ IP duy nhất. Điều này làm cho IPv4 đóng vai trò không thể thiếu trong mạng.
Bối cảnh lịch sửLịch sử của IPv4 có thể bắt nguồn từ việc công bố RFC 791 vào năm 1981, trong đó phân biệt Giao thức Internet với giao thức truyền tải, biến IPv4 thành một giao thức mạng độc lập. Ban đầu, số lượng địa chỉ do IPv4 cung cấp không đủ để hỗ trợ nhu cầu Internet hiện tại và việc sử dụng nhanh chóng nhiều tài nguyên khác nhau buộc các kỹ thuật viên phải tìm kiếm giải pháp.
Từ lớp A 8 bit sang IPv4 32 bit, sự thay đổi trong phân phối địa chỉ mạng đã ảnh hưởng sâu sắc đến trải nghiệm Internet của chúng ta.
Là một trong những giao thức cốt lõi của Bộ giao thức Internet, IPv4 không chỉ xác định và cho phép kết nối giữa các mạng mà còn có các chức năng cơ bản là định tuyến và gửi gói dữ liệu. Kết nối này không có nợ và có thể hoạt động theo mô hình được gọi là "cung cấp nỗ lực tốt nhất", không có lời hứa nào về việc cung cấp dữ liệu chính xác hay thứ tự.
Địa chỉ IPv4 sử dụng cấu trúc 32 bit. Mặc dù về mặt lý thuyết có thể cung cấp tới 4294967296 địa chỉ, nhưng một số lượng lớn trong số chúng được dành riêng cho các mục đích cụ thể. Ví dụ, một số mạng riêng và địa chỉ đa hướng đã được dành riêng, khiến cho số lượng địa chỉ IP công cộng thực tế có sẵn trở nên eo hẹp hơn một chút.
Bằng cách thu thập địa chỉ IPv4, chúng ta có thể xây dựng một mạng Internet đủ lớn để hỗ trợ việc sử dụng ngày càng tăng các thiết bị di động.
IETF và IANA hạn chế việc sử dụng chung một số địa chỉ IP, chẳng hạn như địa chỉ cho truyền thông đa hướng và mạng riêng. Có khoảng 18 triệu địa chỉ được dành riêng cho mạng riêng. Những địa chỉ này không thể được định tuyến trên Internet công cộng và cần phải dịch địa chỉ để cho phép giao tiếp giữa mạng công cộng và mạng riêng.
Với sự phát triển nhanh chóng của Internet vào những năm 1990, vấn đề cạn kiệt địa chỉ IPv4 ngày càng trở nên nổi bật. Những tiến bộ về công nghệ và sự gia tăng về thiết bị đã dẫn đến nhu cầu ngày càng cao của người dùng, thúc đẩy IPv4 tìm kiếm các loại công nghệ quản lý mạng mới hơn để làm chậm tốc độ sử dụng địa chỉ. Vào cuối thế kỷ 195, IANA thông báo rằng địa chỉ IPv4 đã cạn kiệt vào năm 2011, khiến việc chuyển sang IPv6 trở nên cấp thiết.
Mỗi gói tin IP bao gồm hai phần: phần tiêu đề và dữ liệu. Tiêu đề gói tin IPv4 chứa tối đa 14 trường, bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Thiết kế này cho phép nhiều giao thức chuyển đổi khác nhau chạy trơn tru trên Internet.
Với sự cạn kiệt địa chỉ IPv4, việc triển khai IPv6 rõ ràng là một hướng đi cần thiết trong tương lai. IPv6 có không gian địa chỉ lớn hơn và hiệu quả định tuyến cao hơn. Khi mọi người ngày càng phụ thuộc vào Internet, liệu số phận của IPv4 có thể tiếp tục trong tương lai không?
Là nền tảng của truyền thông mạng hiện tại, IPv4 không thể dễ dàng bị thay thế. Đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng đối với Internet, làm thế nào chúng ta sẽ tìm được sự cân bằng giữa IPv4 và IPv6 trong tương lai?