پروتکل اینترنت نسخه 4 یا IPv4، یکی از اصلی‌ترین پروتکل‌های مورد استفاده در شبکه‌های رایانه‌ای و اینترنت است که از دهه ۱۹۸۱ میلادی تاکنون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل امکان شناسایی و آدرس‌دهی به دستگاه‌ها در یک شبکه را فراهم می‌کند. با توجه به اینکه پروتکل‌های جدیدتری مثل IPv6 وارد صحنه شده‌اند، همچنان IPv4 به عنوان یکی از اصلی‌ترین روش‌های آدرس‌دهی باقی مانده است اما IPv4 چیست؟ این پروتکل با استفاده از آدرس‌های ۳۲ بیتی امکان شناسایی بیش از ۴ میلیارد دستگاه را فراهم می‌کند که البته با توجه به رشد بی‌سابقه اینترنت، این تعداد کافی نبوده و مشکلاتی را به وجود آورده است.
فرمت آدرس‌دهی IPv4
همانطور که بیان شد، آدرس‌دهی IPv4 از یک آدرس ۳۲ بیتی استفاده می‌کند که به چهار بخش ۸ بیتی (هر بخش معادل یک بایت) تقسیم می‌شود. این بخش‌ها توسط نقطه (.) از یکدیگر جدا می‌شوند. هر بخش می‌تواند مقداری بین ۰ تا ۲۵۵ داشته باشد.
بخش شبکه آدرس IPv4
در ساختار آدرس‌دهی IPv4، بخش شبکه (Network Part) به بخشی از آدرس اشاره دارد که مشخص می‌کند دستگاه به کدام شبکه متصل است. این بخش می‌تواند بین ۸ تا ۲۴ بیت طول داشته باشد. به طور کلی، این بخش برای مشخص کردن شبکه یا زیرشبکه‌ای که دستگاه در آن قرار دارد، استفاده می‌شود و به تعیین محدوده‌ای از آدرس‌های IP که به یک شبکه خاص اختصاص داده می‌شود، کمک می‌کند.
بخش میزبان آدرس IPv4
بخش میزبان (Host Part) در یک آدرس IPv4 به دستگاه خاصی که در شبکه قرار دارد اشاره می‌کند. اندازه این بخش متغیر است و تعداد دستگاه‌هایی که می‌توانند در یک شبکه قرار گیرند به طول این بخش بستگی دارد. این بخش در کنار بخش شبکه کار می‌کند تا یک آدرس منحصر به فرد برای هر دستگاه در شبکه ایجاد کند.
وزن‌دهی اعداد باینری در IPv4
هر بخش از آدرس IPv4 به صورت باینری ذخیره می‌شود و هر بیت دارای وزن خاص خود است. در ساختار باینری، بیت‌ها می‌توانند مقادیر ۰ یا ۱ داشته باشند و هر بیت بر اساس جایگاه خود دارای یک ارزش عددی است. به عنوان مثال، اولین بیت از سمت چپ در هر بخش از آدرس دارای مقدار ۱۲۸ است، بیت دوم دارای مقدار ۶۴، بیت سوم دارای مقدار ۳۲ و این روند ادامه دارد. برای محاسبه ارزش هر بخش، بیت‌هایی که مقدار ۱ دارند با ارزش عددی مربوطه جمع می‌شوند و نتیجه نهایی عددی است که به صورت دهدهی در آدرس IP نمایش داده می‌شود.
انواع آدرس‌دهی ipv4
IPv4 چند تا آدرس را شامل می‌شود؟
حال با علم به اینکه میدانید ipv4 چیست یکی از سوالات مهمی که در مورد IPv4 مطرح می‌شود این است که IPv4 چند آدرس را شامل می‌شود؟ همانطور که اشاره شد، IPv4 از آدرس‌های ۳۲ بیتی استفاده می‌کند که به معنای امکان استفاده از ۲^۳۲ آدرس منحصر به فرد است. به طور دقیق، این مقدار برابر با ۴٬۲۹۴٬۹۶۷٬۲۹۶ آدرس است. در زمان ایجاد IPv4، این تعداد آدرس بسیار زیاد به نظر می‌رسید، اما با رشد سریع اینترنت و دستگاه‌های متصل به شبکه، این تعداد اکنون ناکافی است. به همین دلیل، استفاده از پروتکل‌های جدیدتر مثل IPv6 پیشنهاد شده است.
اتصال اینترنت با IPv4
برای اتصال به اینترنت از طریق پروتکل IPv4، هر دستگاه باید یک آدرس IP منحصر به فرد داشته باشد. این آدرس به دو صورت استاتیک و داینامیک به دستگاه‌ها اختصاص داده می‌شود. در حالت استاتیک، آدرس به صورت ثابت توسط مدیر شبکه یا ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) به دستگاه اختصاص داده می‌شود. در حالت داینامیک، پروتکل DHCP به طور خودکار آدرس‌های IP را به دستگاه‌ها اختصاص می‌دهد. آدرس IPv4 در هنگام اتصال به اینترنت به عنوان شناسه‌ای عمل می‌کند که ترافیک داده‌ها را از دستگاه‌های مختلف به مقصد درست هدایت می‌کند.
انواع آدرس‌دهی ipv4
خوب است بدانید آدرس‌های IPv4 به دو دسته اصلی آدرس‌های عمومی و آدرس‌های خصوصی تقسیم می‌شوند.
آدرس IP عمومی
آدرس‌های عمومی (Public IP Addresses) آدرس‌هایی هستند که برای شناسایی دستگاه‌ها در سطح اینترنت استفاده می‌شوند. این آدرس‌ها به صورت جهانی قابل مشاهده و دسترسی هستند و توسط سازمان IANA مدیریت و اختصاص داده می‌شوند. دستگاه‌هایی که با استفاده از این آدرس‌ها به اینترنت متصل می‌گردند می‌توانند با دیگر دستگاه‌ها در سراسر جهان ارتباط برقرار کنند.برخی از این آدرس‌ها به دلایل مختلف (مانند رزرو برای آدرس‌های خصوصی یا استفاده‌های خاص) قابل استفاده در اینترنت عمومی نیستند
آدرس IP خصوصی
آدرس‌های خصوصی (Private IP Addresses) برای شناسایی دستگاه‌ها در شبکه‌های داخلی استفاده می‌شوند. این آدرس‌ها برای دستگاه‌هایی که نیازی به ارتباط مستقیم با اینترنت ندارند مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، در یک شبکه خانگی یا شبکه شرکت، دستگاه‌ها از آدرس‌های خصوصی استفاده می‌کنند و از طریق یک روتر به اینترنت متصل می‌شوند. این روتر وظیفه ترجمه آدرس‌های خصوصی به آدرس‌های عمومی با استفاده از تکنولوژی NAT را بر عهده دارد تا دستگاه‌ها بتوانند به اینترنت دسترسی داشته باشند.محدوده‌های آدرس‌های خصوصی (مثلاً 10.0.0.0/8، 172.16.0.0/12، 192.168.0.0/16)
تفاوت ipv4 با ipv6 چیست
تفاوت‌های میان آدرس‌دهی IPv4 و IPv6
در میان این مبحث یکی از سوالات متداولی که مطرح می‌شود این است که تفاوت ipv4 با ipv6 چیست ؟ IPv6 نسل جدیدتر پروتکل اینترنت است که برای حل مشکلات محدودیت آدرس‌دهی IPv4 ایجاد شده است. IPv6 از آدرس‌های ۱۲۸ بیتی استفاده می‌کند، در حالی که IPv4 از آدرس‌های ۳۲ بیتی بهره می‌برد. این بدان معناست که تعداد آدرس‌های IPv6 بسیار بیشتر از IPv4 است و می‌تواند به تعداد نامحدودی از دستگاه‌ها آدرس‌دهی کند.ساختار آدرس‌های IPv6 به شکل هگزادسیمال است و به ۸ بخش ۱۶ بیتی تقسیم می‌شود که توسط دو نقطه کولون (:) از هم جدا می‌شوند.
از دیگر تفاوت‌ها می‌توان به ویژگی‌های امنیتی بهتر در IPv6 اشاره کرد. IPv6 به صورت خودکار از تکنیک‌های رمزنگاری و حفاظت از اطلاعات پشتیبانی می‌کند، در حالی که IPv4 نیاز به تنظیمات دستی برای اعمال امنیت بیشتر دارد. همچنین، IPv6 به دلیل استفاده از روش‌های جدیدتر در مدیریت ترافیک شبکه، عملکرد بهتری در شبکه‌های بزرگ و پیچیده ارائه می‌دهد.
مزایای استفاده از پروتکل اینترنت نسخه 4
با وجود معرفی IPv6 و مشکلات محدودیت آدرس‌های IPv4، این پروتکل همچنان مزایای خاص خود را دارد که عبارتند از:
سازگاری گسترده: بسیاری از دستگاه‌ها و شبکه‌ها هنوز از IPv4 استفاده می‌کنند و انتقال به IPv6 به زمان نیاز دارد.
سادگی در استفاده: تنظیمات و زیرساخت‌های IPv4 نسبت به IPv6 ساده‌تر و راحت‌تر هستند، به خصوص برای شبکه‌های کوچک.
پشتیبانی از NAT: با استفاده از NAT (ترجمه آدرس شبکه)، دستگاه‌های متصل به شبکه‌های خصوصی می‌توانند از طریق یک آدرس عمومی به اینترنت دسترسی داشته باشند که باعث افزایش کارایی و کاهش مصرف آدرس‌های عمومی می‌شود.
می‌توان به این نکته هم اشاره کرد که NAT باعث ایجاد محدودیت‌هایی در برخی از پروتکل‌ها و برنامه‌های خاص می‌شود، در حالی که IPv6 این مشکل را برطرف کرده است.
چگونه آدرس IPv4 خود را پیدا کنید؟
پیدا کردن آدرس IPv4 دستگاه شما در سیستم‌عامل‌ها و دستگاه‌های مختلف به سادگی قابل انجام است. در ادامه نحوه پیدا کردن آدرس IP در سیستم‌های مختلف آورده شده است:
ویندوز: با اجرای دستور ipconfig در خط فرمان (Command Prompt) می‌توانید آدرس IPv4 دستگاه خود را مشاهده کنید. این دستور تمام اطلاعات شبکه شما از جمله آدرس IP را نمایش می‌دهد.
مکینتاش: در قسمت تنظیمات شبکه (Network Preferences) و انتخاب شبکه‌ای که به آن متصل هستید، می‌توانید آدرس IP دستگاه خود را مشاهده کنید.
گوشی‌های هوشمند: در بخش تنظیمات وای‌فای یا شبکه می‌توانید آدرس IP خود را در دستگاه‌های اندروید یا iOS پیدا کنید. این اطلاعات معمولاً در تنظیمات شبکه‌ای که به آن متصل هستید قابل دسترسی است.
تفاوت‌های میان آدرس‌دهی IPv4 و IPv6
نتیجه‌گیری
در این محتوا توضیح دادیم که ipv4 چیست و با وجود محدودیت‌هایی که در زمینه تعداد آدرس‌ها و برخی ویژگی‌های امنیتی دارد، همچنان به عنوان یکی از پرکاربردترین پروتکل‌های اینترنت در سطح جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد اما تفاوت ipv4 و ipv6 چیست؟ IPv6 با ارائه ظرفیت آدرس‌دهی بیشتر و امنیت بهتر، به عنوان جانشین IPv4 مطرح شده است، اما تا زمان انتقال کامل به این پروتکل، IPv4 همچنان جایگاه خود را حفظ خواهد کرد. با این وجود، شبکه‌ها و دستگاه‌ها باید به تدریج به IPv6 مهاجرت کنند تا بتوانند از مزایای آن بهره‌مند شوند.
منابع: