IPv4

Giao thức Internet phiên bản 4 (IPv4) là động lực thúc đẩy sự phát triển vượt bậc của Internet và sự tiến bộ của truyền thông toàn cầu. Là phiên bản thứ tư của Giao thức Internet (IP), IPv4 đóng vai trò then chốt trong hầu hết các hoạt động truyền thông mạng. Bài viết này tìm hiểu các khía cạnh cơ bản của IPv4, cấu trúc, chức năng và hạn chế của nó cũng như sự tồn tại của nó với IPv6 mới hơn.

IPv4 là gì?

IPv4 là giao thức cốt lõi của Internet, đóng vai trò là công nghệ chính cho phép các thiết bị kết nối và giao tiếp qua mạng. Về cơ bản, đó là công nghệ cho phép thiết bị của bạn gửi hoặc nhận dữ liệu đến hoặc từ các thiết bị khác trên internet.

Về cơ bản, IPv4 là một bộ quy tắc xác định cách gửi và nhận dữ liệu qua mạng. Nó chịu trách nhiệm đánh địa chỉ, định tuyến và phân mảnh các gói và hoạt động theo mô hình phân phối nỗ lực tối đa.

Địa chỉ IPv4

Một trong những khái niệm quan trọng trong IPv4 là địa chỉ. Mọi thiết bị trên mạng IPv4 đều có một địa chỉ IP duy nhất, địa chỉ này được sử dụng để nhận dạng thiết bị trong mạng. Đây là những điều bạn cần biết về địa chỉ IPv4:

• Kết cấu: Địa chỉ IPv4 bao gồm 32 bit, thường được biểu diễn dưới dạng bốn bộ số thập phân được phân tách bằng dấu chấm (ví dụ: 192.168.1.1). Mỗi bộ đại diện cho 8 bit (một octet), với các giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 255.
• Các lớp học: Địa chỉ IPv4 được chia thành năm lớp (A, B, C, D, E), dựa trên octet đầu tiên của địa chỉ. Các lớp A, B và C được sử dụng cho các địa chỉ unicast, Lớp D được sử dụng cho các địa chỉ multicast và Lớp E được dành riêng cho các mục đích thử nghiệm hoặc trong tương lai.
• Địa chỉ công cộng và riêng tư: Không phải tất cả các địa chỉ IPv4 đều có thể được truy cập qua internet. Một số dải địa chỉ nhất định được dành riêng cho mạng riêng, nghĩa là chúng có thể được sử dụng cho mạng cục bộ nhưng không thể định tuyến trên internet công cộng.

Cấu trúc gói IPv4

Giao tiếp IPv4 được xây dựng xung quanh các gói, là các khối dữ liệu được gửi qua mạng. Gói IPv4 bao gồm tiêu đề và tải trọng. Tiêu đề chứa thông tin về đích đến của gói, các tùy chọn định tuyến, v.v. trong khi tải trọng chứa dữ liệu thực tế được truyền.

IPv4 và NAT

Dịch địa chỉ mạng (NAT) là một khía cạnh quan trọng của mạng IPv4. NAT cho phép nhiều thiết bị trên mạng riêng chia sẻ một địa chỉ IP công cộng. Điều này chủ yếu được sử dụng để bảo tồn các địa chỉ IPv4 công cộng do sự khan hiếm của chúng.

Những hạn chế của IPv4 và sự ra đời của IPv6

Hạn chế đáng chú ý nhất của IPv4 là sự cạn kiệt không gian địa chỉ. Với tối đa khoảng 4,3 tỷ địa chỉ, IPv4 không có đủ địa chỉ cho mọi thiết bị hiện được kết nối với internet, chứ chưa nói đến sự phát triển trong tương lai.

Sự cạn kiệt địa chỉ này đã dẫn đến sự phát triển của Giao thức Internet phiên bản 6 (IPv6), cung cấp không gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi sang IPv6 diễn ra chậm và IPv4 vẫn được sử dụng rộng rãi do khả năng tích hợp sâu vào cơ sở hạ tầng của Internet.

Phần kết luận

Bất chấp sự xuất hiện của IPv6, IPv4 vẫn là một giao thức cơ bản trong lĩnh vực truyền thông internet. Ý nghĩa lâu dài của nó là minh chứng cho thiết kế và chức năng của nó, những thứ đã hỗ trợ sự mở rộng của Internet trong hơn bốn thập kỷ qua. Tuy nhiên, với sự phát triển không ngừng của Internet và sự gia tăng của các thiết bị Internet of Things (IoT), việc chuyển đổi sang IPv6 sẽ ngày càng trở nên cần thiết.