IPv4 ist die vierte Version des Internet-Protokolls, das Grundprotokoll zum Weiterleiten von Datenpaketen über Netzwerke und das Internet. Es verwendet 32-Bit-Adressen – typischerweise in Dezimalnotation mit Punkten geschrieben wie 192.168.1.1 – was theoretisch etwa 4,3 Milliarden eindeutige Adressen ermöglicht.
Funktionsweise
IPv4-Pakete enthalten einen 20-Byte-Header (bis zu 60 Bytes mit Optionen) mit der Quell- und Ziel-IP-Adresse sowie Feldern für Paketlänge, Time-to-Live (TTL) und Protokolltyp. Router leiten Pakete hop-by-hop zu ihrem Ziel weitergeleitet, indem sie Routing-Tabellen verwenden. IPv4 bietet Best-Effort-Zustellung – Pakete können verloren gehen, verzögert werden oder in falscher Reihenfolge ankommen, und es gibt keine integrierte Verschlüsselung.
Adressierung
IPv4-Adressen werden in öffentliche und private Bereiche unterteilt. Private Adressen – definiert in RFC 1918 – umfassen 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 und 192.168.0.0/16 – sind nicht global routbar und werden in lokalen Netzwerken verwendet. Moderne Netzwerke verwenden CIDR (Classless Inter-Domain Routing), um Subnetze mit variabler Länge (z. B. /24) zuzuweisen, anstelle des älteren Fixed-Class-Systems.
Adresserschöpfung
Das Internet hat seit 2011 keine nicht zugeordneten IPv4-Adressen mehr. Die meisten Geräte sitzen heute hinter NAT (Network Address Translation) oder CGNAT, was bedeutet, dass sie private IPs haben, aber einen kleineren Pool öffentlicher Adressen gemeinsam nutzen. Dies treibt die laufende Einführung von IPv6 voran, das deutlich mehr Adressen bietet.
WarningViele moderne Anwendungen gehen davon aus, dass Eins-zu-eins-globale Adressierbarkeit vorhanden ist, die IPv4 nicht mehr bietet. Hinter NAT erfordern eingehende Verbindungen und Peer-to-Peer-Dienste explizites Port-Forwarding oder NAT-Traversal-Techniken.