Το IPv4 με απλά λόγια

Μια διεύθυνση IPv4 είναι ένας αριθμός 32 bit που προσδιορίζει μια διεπαφή δικτύου. Οι άνθρωποι τη γράφουμε σε δεκαδική μορφή με τελείες: τέσσερις αριθμοί από 0 έως 255, καθένας από τους οποίους αντιστοιχεί σε 8 bit (μια οκτάδα). Η 192.0.2.10 είναι στην πραγματικότητα 11000000 00000000 00000010 00001010.

Τα 32 bit επιτρέπουν περίπου 4,3 δισεκατομμύρια διευθύνσεις (2³²). Το 1981, όταν το RFC 791 όρισε το πρωτόκολλο, έμοιαζαν υπεραρκετές. Δεν φτάνουν όμως για τα δισεκατομμύρια κινητά, υπολογιστές και διακομιστές του σήμερα — γι’ αυτό υπάρχει το IPv6 και γι’ αυτό τα περισσότερα δίκτυα IPv4 πλέον μοιράζονται διευθύνσεις.

Μια δημόσια διεύθυνση είναι μοναδική σε όλο τον κόσμο και δρομολογείται στο διαδίκτυο. Το router του σπιτιού σας ή ο πάροχος κινητής έχει μία· μέσω αυτών φτάνουν οι ιστότοποι σε εσάς.

Οι ιδιωτικές διευθύνσεις (RFC 1918) μπορούν να επαναχρησιμοποιούνται μέσα σε οποιοδήποτε δίκτυο και δεν δρομολογούνται ποτέ στο δημόσιο διαδίκτυο:

Οι συσκευές με ιδιωτικές διευθύνσεις βγαίνουν στο διαδίκτυο μέσω NAT (μετάφραση διευθύνσεων δικτύου): το router ξαναγράφει τα εξερχόμενα πακέτα ώστε να φέρουν τη δική του δημόσια διεύθυνση. Γι’ αυτό η διεύθυνση που σας δείχνει αυτός ο ιστότοπος είναι συνήθως του router σας και όχι του υπολογιστή σας.

CGNAT και 100.64.0.0/10

Πολλοί πάροχοι, ιδίως στην κινητή, προσθέτουν ένα δεύτερο επίπεδο NAT — το carrier-grade NAT. Το router σας παίρνει τότε διεύθυνση από το κοινόχρηστο εύρος 100.64.0.0/10 (RFC 6598) και εκατοντάδες συνδρομητές μοιράζονται μία δημόσια διεύθυνση IPv4. Αν η διεύθυνση WAN που δείχνει το router σας διαφέρει από αυτή που βλέπετε εδώ, πιθανότατα βρίσκεστε πίσω από CGNAT.

Το Classless Inter-Domain Routing (CIDR, RFC 4632) γράφει ένα μπλοκ διευθύνσεων ως διεύθυνση/μήκος-προθέματος. Το μήκος προθέματος λέει πόσα αρχικά bit είναι σταθερά — το τμήμα δικτύου· τα υπόλοιπα είναι το τμήμα υπολογιστή.

• /24 → 8 bit υπολογιστή → 256 διευθύνσεις (π.χ. 192.168.1.0 – 192.168.1.255)
• /16 → 16 bit υπολογιστή → 65.536 διευθύνσεις
• /32 → μία μόνο διεύθυνση

Σε ένα κλασικό υποδίκτυο η πρώτη διεύθυνση είναι η διεύθυνση δικτύου και η τελευταία η διεύθυνση εκπομπής, οπότε ένα /24 έχει 254 χρησιμοποιήσιμους υπολογιστές. Οι συνδέσεις σημείου προς σημείο μπορούν να χρησιμοποιούν /31 με χρήσιμες και τις δύο διευθύνσεις (RFC 3021).

Πριν από το CIDR, οι διευθύνσεις μοιράζονταν σε σταθερές κλάσεις — A (/8), B (/16) και C (/24). Οι κλάσεις σπαταλούσαν χώρο και εγκαταλείφθηκαν το 1993, αλλά οι όροι ακούγονται ακόμη.

Ορισμένα μπλοκ είναι δεσμευμένα από την IANA για συγκεκριμένους σκοπούς και δεν εκχωρούνται ποτέ σε πελάτες. Ο πίνακας παρακάτω προκύπτει από το μητρώο διευθύνσεων ειδικής χρήσης της IANA, το ίδιο που χρησιμοποιεί αυτός ο ιστότοπος για να κατατάξει κάθε αναζήτηση.

Η IANA παρέδωσε τα τελευταία ελεύθερα μπλοκ /8 στα πέντε περιφερειακά μητρώα διαδικτύου τον Φεβρουάριο του 2011. Τα μητρώα εξαντλήθηκαν το ένα μετά το άλλο — η APNIC το 2011 και το RIPE NCC, που εξυπηρετεί την Ελλάδα και την υπόλοιπη Ευρώπη, το 2019 για τις κανονικές εκχωρήσεις. Σήμερα, νέος χώρος IPv4 προέρχεται από μεταβιβάσεις σε δευτερογενή αγορά, όπου μία μόνο διεύθυνση κοστίζει δεκάδες ευρώ.

Η απάντηση του κλάδου έχει τρία σκέλη: το NAT για να μοιράζονται οι διευθύνσεις, το CGNAT στους παρόχους και το IPv6, του οποίου ο χώρος διευθύνσεων κάνει το μοίρασμα περιττό.