IPv4

גרסה 4 של פרוטוקול האינטרנט (IPv4) היא הגרסה הנפוצה של פרוטוקול IP (פרוטוקול האינטרנט). היא הוגדרה במסמך RFC791 כחלק מחבילת פרוטוקולי TCP/IP. ברשתות משתמשים בכתובת IP ייחודית לכל מחשב. הגרסה הבאה נקראת IPv6.

התפתחות IPv4 ארכה שנים רבות וכללה מחקר וניסויים שהובילו להקמת האינטרנט המודרני.

בשלבים אלה נולדו הרעיונות והפרוטוקולים הראשונים ששימשו אחר כך את IPv4.

במהלך שנות ה-80 התחילו לקבוע כללים ושיטות להפצה רחבה של הפרוטוקול.

הכמות הגדלה של מכשירים הראתה מגבלות בכתובות והובילה לחיפוש פתרונות.

המעבר ל-IPv6 החל, אך IPv4 נשאר בשימוש ונדרש לתחזקו.

IPv4 נותן את הבסיס לרשתות רבות, אך נעשים צעדים לעבור ל־IPv6.

כתובת IPv4 היא רצף של 32 סיביות (ביטים). ביט הוא ספרה בינארית, 0 או 1. הכתובת מיוצגת כארבעה מספרים עשרוניים בין 0 ל-255, מופרדים בנקודות. דוגמה: 208.80.152.2
ייצוג בינארי של הדוגמה: 11010000.01010000.10011000.00000010

מידע נשלח בחבילות (packet). כל חבילה כוללת פתיח (header) ונתונים. לחבילות אלה אין סוגר (trailer), בניגוד לפרוטוקולים אחרים.

4 הסיביות הראשונות מציינות את גרסת הפרוטוקול; כאן הערך הוא 4. 4 הסיביות הבאות קובעות את אורך הפתיח ביחידות של 32 סיביות (4 בתים). שדה האורך משתנה כי אופציות יכולות להתווסף; אורך מינימלי של פתיח הוא 20 בתים, והגודל המקסימלי של חבילה הוא 65535 בתים.

8 סיביות ששימשו פעם ל-Type of Service (ToS) משמשות היום לרישות עדיפויות כמו DiffServ או ECN.

16 סיביות מייצגות את 'גודל החבילה' הכולל, ביחידות בתים. 16 סיביות אחרות הן מספר זיהוי של החבילה. שדה זה נועד לאפשר הרכבה מחדש (reassembly) של הודעות שנחלקו לחבילות.

שדות החלוקה (flags) ושדה 'מיקום החיתוך' (fragment offset) מספקים מידע על חלוקת ההודעה לחבילות קטנות. אחד הביטים מונע חלוקה אם הוא שווה 1.

8 סיביות ל-TTL (Time To Live) קובעות כמה תחנות החבילה יכולה לעבור. הערך קטן ב־1 בכל תחנה. כשה־TTL מגיע ל־0 החבילה מושמטת.

8 סיביות לשדה 'פרוטוקול' מציינות לאיזה פרוטוקול ברמת הלגם (למשל TCP או UDP) להעביר את הנתונים. דוגמאות: 1 = ICMP, 6 = TCP, 17 = UDP.

16 סיביות לשדה הסכום הביקורתי (checksum) מאמתות רק את תקינות הפתיח. המקבל מחשב את אותו פונקציה ומשווה לתוצאה בשדה.

32 סיביות מכילות את כתובת ה-IP של השולח. 32 סיביות נוספות מכילות את כתובת ה-IP של הנמען.

לפתיח אפשר להוסיף אופציות כמו אבטחה. אם האופציות לא מילאו כפולה של 32 סיביות, מרפדים את סוף הפתיח באפסים כדי להגיע לכפולה מלאה.

IPv4 היא הגרסה הנפוצה של פרוטוקול האינטרנט. פרוטוקול הוא הכללים שמחשבים משתמשים בהם כדי לדבר באינטרנט. IPv4 הוגדרה במסמך בשם RFC791. כל מחשב צריך כתובת IP מיוחדת. יש גם גרסה חדשה שנקראת IPv6.

הרעיון נבנה במשך שנים רבות. בשנות ה־60 וה־70 המציאו את הרעיונות הראשונים. בשנות ה־80 החלו להשתמש בזה הרבה. בשנות ה־90 היו הרבה מחשבים חדשים. מאז שנות ה־2000 מתחילים לעבור ל־IPv6, אבל IPv4 עדיין פעיל.

כתובת IPv4 היא 32 ביט. ביט הוא ספרה שקוראת 0 או 1. בדרך שמכירים משתמשים ב־4 מספרים בין 0 ל־255. הם מופרדים בנקודות. דוגמה: 208.80.152.2
בינארי לדוגמה: 11010000.01010000.10011000.00000010

מידע נשלח בחבילות. כל חבילה כוללת פתיח ונתונים. אין לה סוגר.

בתחילת הפתיח כותבים את מספר הגרסה, כאן 4. יש שדה שמראה כמה גדול הפתיח. הגודל המינימלי של פתיח הוא 20 בתים. יש שדה שאומר את גודל החבילה הכולל. יש מספר זיהוי לחבילה, כדי שאפשר יהיה להרכיב חלקים חזרה.

יש ביטים שאומרים אם מותר או אסור לחלק את החבילה לחלקים. יש שדה שמראה היכן החלק נכנס בסדר ההרכבה.

שדה בשם TTL (זמן לחיים) מקטין את עצמו בכל תחנה. אם הוא מגיע ל־0 החבילה מושמטת. יש שדה שמספר לאיזה פרוטוקול להעביר את המידע לאחר ה־IP, למשל TCP או UDP. יש בדיקה שנקראת checksum שמוודאת שהפתיח הגיע שלם. הפתיח כולל כתובת שולח וכתובת נמען. אם מוסיפים אופציות, מרפדים באפסים עד שגודל הפתיח יהיה כפולה של 32 סיביות.