IPv4

لقد كان الإصدار 4 من بروتوكول الإنترنت (IPv4) هو القوة الدافعة وراء النمو الفلكي للإنترنت وتقدم الاتصالات العالمية. باعتباره التكرار الرابع لبروتوكول الإنترنت (IP)، يلعب IPv4 دورًا محوريًا في معظم اتصالات الشبكة. تستكشف هذه المقالة الجوانب الأساسية لـ IPv4 وبنيته ووظائفه وقيوده وتعايشه مع IPv6 الأحدث.

ما هو IPv4؟

IPv4 هو بروتوكول أساسي للإنترنت، ويعمل بمثابة التكنولوجيا الرئيسية التي تسمح للأجهزة بالاتصال والتواصل عبر الشبكة. في الأساس، إنها التكنولوجيا التي تتيح لجهازك إرسال أو استقبال البيانات من وإلى أجهزة أخرى على الإنترنت.

في جوهره، IPv4 عبارة عن مجموعة من القواعد التي تحدد كيفية إرسال البيانات واستقبالها عبر الشبكة. وهي مسؤولة عن معالجة الحزم وتوجيهها وتجزئتها، وتعمل وفقًا لنموذج التسليم الذي يبذل أفضل جهد.

عنونة IPv4

أحد المفاهيم الأساسية في IPv4 هو العنونة. يحتوي كل جهاز على شبكة IPv4 على عنوان IP فريد يُستخدم لتحديد الجهاز الموجود في الشبكة. إليك ما تحتاج إلى معرفته حول عنونة IPv4:

• بناء: تتكون عناوين IPv4 من 32 بت، ويتم تمثيلها عادةً كأربع مجموعات من الأرقام العشرية مفصولة بنقاط (على سبيل المثال، 192.168.1.1). تمثل كل مجموعة 8 بتات (ثمانية)، بقيم تتراوح من 0 إلى 255.
• الطبقات: يتم تقسيم عناوين IPv4 إلى خمس فئات (A، B، C، D، E)، استنادًا إلى الثماني بتات الأولى من العنوان. يتم استخدام الفئات A وB وC لعناوين البث الأحادي، ويتم استخدام الفئة D لعناوين البث المتعدد، ويتم حجز الفئة E للأغراض المستقبلية أو التجريبية.
• العناوين العامة والخاصة: لا يمكن الوصول إلى كافة عناوين IPv4 عبر الإنترنت. يتم حجز نطاقات عناوين معينة للشبكات الخاصة، مما يعني أنه يمكن استخدامها للشبكات المحلية ولكن لا يمكن توجيهها على الإنترنت العام.

هيكل حزمة IPv4

يتم إنشاء اتصال IPv4 حول الحزم، وهي عبارة عن أجزاء من البيانات يتم إرسالها عبر الشبكة. تتضمن حزمة IPv4 رأسًا وحمولة. يحتوي الرأس على معلومات حول وجهة الحزمة وخيارات التوجيه والمزيد، بينما تحتوي الحمولة على البيانات الفعلية التي يتم نقلها.

IPv4 وNAT

تعد ترجمة عنوان الشبكة (NAT) جانبًا مهمًا لشبكات IPv4. يسمح NAT لأجهزة متعددة على شبكة خاصة بمشاركة عنوان IP عام واحد. يُستخدم هذا في المقام الأول للحفاظ على عناوين IPv4 العامة، نظرًا لندرتها.

قيود IPv4 وظهور IPv6

أبرز قيود IPv4 هو استنفاد مساحة العنوان. مع حد أقصى يصل إلى 4.3 مليار عنوان تقريبًا، لا يحتوي IPv4 على عناوين كافية لكل جهاز متصل حاليًا بالإنترنت، ناهيك عن النمو المستقبلي.

أدى استنفاد العنوان هذا إلى تطوير الإصدار السادس من بروتوكول الإنترنت (IPv6)، مما يوفر مساحة عنوان أكبر بكثير. ومع ذلك، فإن الانتقال إلى IPv6 كان بطيئًا، ولا يزال IPv4 مستخدمًا على نطاق واسع نظرًا لتكامله العميق في البنية التحتية للإنترنت.

خاتمة

على الرغم من ظهور IPv6، يظل IPv4 بروتوكولًا أساسيًا في مجال الاتصال عبر الإنترنت. وتشهد أهميته الدائمة على تصميمه ووظائفه، التي دعمت توسع الإنترنت لأكثر من أربعة عقود. ومع ذلك، مع النمو المستمر للإنترنت وظهور أجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، سيصبح الانتقال إلى IPv6 ضروريًا بشكل متزايد.