IPv4

IP protokol verzija 4, kraće IPv4, najrašireniji je IP protokol na najvećoj računaloj mreži danas – Internetu. Pojedine verzije IP protokola razlikuju se po načinu adresiranja, izgledu zaglavlja paketa, ali i brojnim drugim detaljima. Najvažnija karakteristika IPv4 protokola je da koristi 32-bitnu IP adresu, što znači da je propisana duljina svake IP adrese u ovoj verziji protokola 32 bita.

IP Model

Sloj	Protokol
Aplikacijski	DNS, DHCP, TLS/SSL, TFTP, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP, SMTP, SNMP, SSH, Telnet, BitTorrent, RTP, rlogin, …
Transportni	TCP, UDP, DCCP, SCTP, IL, RUDP,
Mrežni	IP (IPv4, IPv6), ICMP, IGMP, ARP, RARP, …
Podatkovni	Ethernet, Wi-Fi, Token ring, PPP, SLIP, FDDI, ATM, DTM, Frame Relay, SMDS, …

IPv4 adrese

IPv4 adresa je u osnovi 32-bitni binarni broj. Kako je u pravilu vrlo teško pamtiti niz od 32 znaka '0' ili '1', češće se koriste druge notacije, a najčešće od svih decimalna notacija. Decimalnu notaciju se od 32-bitnog binarnog broja dobije na sljedeći način: 32-bitni broj se odvoji u četiri 8-bitne grupe, svaka grupa se zapiše u dekadskom obliku, te zatim u zapisu prikažu odvojene točkama. Primjer:

Binarni zapis: 00100000111100000000111100001111

(odvajanje u 4 grupe po 8 bitova): 00100000 11110000 00001111 00001111
(svaka grupa se zapisuje dekadski): 32 240 15 15
(dodavanje točki između brojeva): 32.240.15.15

Decimalni zapis: 32.240.15.15

Ovisno o tome kojim binarnim znamenkama započinje 'vodeća' grupa bitova (prva s lijeva) IP adrese se dijele u tzv. klase IP adresa, prema tablici:

Klasa	Vodeći bitovi (s lijeva)	Broj bitova – mreža	Broj bitova – host
Klasa A	0	8	24
Klasa B	10	16	16
Klasa C	110	24	8
Klasa D (multikast)	1110
Klasa E (rezervirana)	1111

Iz tablice se vidi da je za svaku klasu pretpostavljen dio IP adrese koji označava mrežu, odnosno dio koji označava host (mrežno računalo ili drugi IP uređaj unutar te mreže). Za gore navedeni primjer IP adrese (32.240.15.15) pregledom binarnog zapisa može se ustanoviti da je vodeći bit s lijeva 0, što znači da se radi o IP adresi A klase. Iz tablice se dalje zaključuje da je za A klasu 7 bitova (nakon vodeće 0) predviđeno kao oznaka mreže, a ostatak od 24 bita kao oznaka hosta. Prilikom zapisivanja adrese mreže, preostali se bitovi zapisuju kao nule, dok se kod adrese hosta obično zapisuje cijela adresa, što bi za gornji primjer bilo:

IP adresa: 32.240.15.15
Klasa za tu adresu: A klasa
Adresa mreže: 32.0.0.0
Adresa hosta: 240.15.15 u mreži 32.0.0.0, ili jednostavno 32.240.15.15

Važno je napomenuti da se ponekad koristi i postupak subnetiranja (od engleskog izraza subnet = podmreža) kada se primjenom tzv. maske podmreže na određenu IP adresu broj bitova koji označavaju mrežu, odnosno host dio, može promijeniti. Tada nije moguće direktno iz IP adrese odrediti mrežnu adresu, odnosno adresu hosta, već je potrebno znati i masku podmreže (engleski subnet mask).

Posebni rasponi IPv4 adresa

Iz različitih razloga pojedini rasponi IP adresa nisu raspoloživi za standardnu uporabu na Internetu, već se koriste samo u strogo specificirane namjene:

Adresa	Namjena	Klasa	Broj adresa
0.0.0.0 – 0.255.255.255	nul-adrese	A	16,777,216
10.0.0.0 – 10.255.255.255	Privatne adrese	A	16,777,216
127.0.0.0 – 127.255.255.255	Lokalni host (loopback adresa)	A	16,777,216
169.254.0.0 – 169.254.255.255	Zeroconf	B	65,536
172.16.0.0 – 172.31.255.255	Privatne IP adrese	B	1,048,576
192.0.2.0 – 192.0.2.255	Dokumentacija i primjeri	C	256
192.88.99.0 – 192.88.99.255	IPv6 prema IPv4 relay Anycast	C	256
192.168.0.0 – 192.168.255.255	Privatne IP adrese	C	65,536
198.18.0.0 – 198.19.255.255	Network Device Benchmark	C	131,072
224.0.0.0 – 239.255.255.255	Multikast	D	268,435,456
240.0.0.0 – 255.255.255.255	Rezervirano	E	268,435,456

Iskorištenje IPv4 adresnog prostora

S obzirom na to da je IP adresa u ovoj verziji IP protokola propisane duljine od 32 bita, lako je izračunati da je maksimalni broj različitih adresa 2³², ili približno 4,3x10⁹ odnosno 4,3 milijardi adresa. Iako se taj broj čini prilično velikim, širenje Interneta i rast potrebe za novim IP adresama doveli su do toga da je taj adresni prostor postao daleko premali za sve potrebe. Naime, nije daleko dan kada bi svaka osoba u svijetu trebala imati svoje osobno računalo koje treba javnu IP adresu, brojni su poslužitelji koji za svoj rad također trebaju IP adrese itd. Nadalje, otvara se cijelo novo područje mobilne telefonije koje će se vrlo skoro integrirati s Internetom, a razvija se i područje različitih drugih uređaja (kućanski aparati, razni uređaji u industriji, prometu, turizmu...) koji će se također vrlo skoro koristiti ili se već koriste Internetom za razmjenu i prikupljanje informacija, komunikaciju, upravljanje na daljinu i sl.

Stoga su predložena različita rješenja, od različitih metoda adresnih translacija kao što je NAT, pa do potpuno nove verzije IP protokola koja bi imala veći raspon raspoloživih adresa, kao što je IPv6.

Format zaglavlja IPv4 paketa

IPv4 verzija protokola detaljno propisuje izgled paketa, gdje su pojedina polja u zaglavlju detaljno specificirana, dok je sama duljina podataka u paketu varijabilna. Prema standardu minimalna duljina tako formiranog datagrama je 20 bajtova, dok je maksimalna duljina 65535 bajtova. Slijedi prokaz propisanih polja u IPv4 paketu:

+	Bitovi 0 – 3				4 – 7				8 – 15								16 – 18			19 – 31
0	Verzija				Duljina zaglavlja				Tip servisa – ToS (ponekad DiffServ i ECN)								Ukupna duljina
32	Identifikacija																Zastavice			Ofset fragmenta
64	TTL vrijeme								Protokol								checksum zaglavlja
96	Izvorišna adresa
128	Odredišna adresa
160	Opcionalno
192	Podaci

Definicija pojedinih polja:

Ime polja								Opis
Verzija								Verzija IP paketa.
IHL								Duljina zaglavlja IP paketa.
Tip usluge								Prioritet kojim se paket treba tretirati prilikom prosljeđivanja.
Duljina								Ukupna duljina datagrama.
Identifikacija								Koristi se primarno za identifikaciju datagrama prilikom fragmentiranja.
Zastavice								Zauzimaju 3 bita, a koriste se za kontrolu ili identifikaciju fragmenata.
Pomak fragmentacije								Pomak fragmentiranog datagrama u oktetima.
TTL								Broj skokova koliko će dugo živjeti datagram.
Protokol								Opisuje koji se protokol prenosi u podacima.
Provjera								Polje koje služi za provjeru ispravnosti zaglavlja.
Izvorišna adresa								IP adresa izvora.
Odred. adr.								IP adresa odredišta
Opcije								Ako slijede dodatne opcije vezane za zaglavlje.
Podaci								Podaci koji se prenose u IP datagramu.

Vanjske poveznice

• Računalne mreže | Internet protokol (verzija 4)