IPv4 использует 32-битные (четырёхбайтные) адреса, ограничивающие адресное пространство 4 294 967 296 (232) возможными уникальными адресами.
Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса)
Факторы исчерпания адресов
Хотя основной причиной исчерпания адресного пространства IPv4 является недостаточная проектная мощность инфраструктуры Интернета, в которую не закладывался столь быстрый рост[13], ряд дополнительных факторов усугубляют эту проблему. Каждый из них связан со спросом на IP-адреса, который не был предусмотрен авторами оригинальной инфраструктуры сети.
Мобильные устройства
IPv4 стал стандартом де-факто в цифровой связи, а стоимость вложения дополнительной вычислительной мощности в портативные устройства упала. Поэтому мобильные телефоны стали полноценными интернет-хостами. Новые спецификации устройств 4G требуют использование адресации IPv6.
Постоянные соединения
На протяжении 1990-х доминирующим способом интернет-соединения являлся коммутируемый удалённый доступ при помощи телефонного модема. Быстрый рост основанных на dial-up сетей увеличил количество используемых адресов, и пул присваиваемых IP-адресов был распределён между большим числом пользователей. В 2007 году процент использования широкополосного интернет-доступа начал превышать 50 % на многих рынках. В отличие от коммутируемого доступа, широкополосные соединения чаще всего постоянно активны, и сетевые устройства (маршрутизаторы, широкополосные модемы) редко выключаются. Это приводит к тому, что количество задействованных IP-адресов увеличивается.
Расширение Интернета
Существуют сотни миллионов домашних хозяйств в развитых странах мира. В 1990 году интернет-подключение имели только незначительное количество домохозяйств. Всего 15 лет спустя почти половина из них имеют постоянное широкополосное соединение. Большое количество новых пользователей интернета проживают в густонаселённых Китае и Индии, что ещё больше ускоряет исчерпание адресного пространства.
Неэффективное использование адресов
Организации, которые получили IP-адреса в 1980-х, часто имеют большее количество IP-адресов, чем им реально требуется, поскольку используемый изначально метод классовой адресации предопределяет недостаточно эффективное использование адресного пространства. Например, крупным компаниям или университетам были присвоены адресные блоки класса A, содержащие более 16 миллионов IPv4-адресов, так как следующая по размеру единица, блок класса B с 65 536 адресами являлся слишком маленьким для предполагаемого использования адресов. Многие организации продолжают использовать публичные IP-адреса для устройств, недоступных вне локальной сети. С точки зрения глобального распределения адресного пространства, это неэффективно в большинстве случаев. Для локальных интернет-регистраторов (LIR) в RFC 3194 предлагался к использованию параметр HD-ratio, показывающий, насколько эффективно задействовано выделенное IP-пространство. Его реализация затянулась, и сейчас использование этого параметра практически бесполезно. Виртуализация С расширением технических возможностей, мощности процессоров серверов и улучшения оборудования стало возможным одновременное использование нескольких операционных систем на одном компьютере. Каждая из таких систем требует публичного IP-адреса.
IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) — новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в Интернете, за счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32. В настоящее время протокол IPv6 уже используется в нескольких тысячах сетей по всему миру (более 4400 сетей на февраль 2011), но пока ещё не получил столь широкого распространения в Интернете, как IPv4. В России используется почти исключительно в тестовом режиме некоторыми операторами связи, а также регистраторами доменов для работы DNS-серверов. Протокол был разработан IETF.
После того, как адресное пространство в IPv4 закончится, два стека протоколов — IPv6 и IPv4 — будут использоваться параллельно (англ. dual stack), с постепенным увеличением доли трафика IPv6 по сравнению с IPv4. Такая ситуация станет возможной из-за наличия огромного количества устройств, в том числе устаревших, не поддерживающих IPv6 и требующих специального преобразования для работы с устройствами, использующими только IPv6.
Иногда утверждается, что новый протокол может обеспечить по 5·10 в 28 степени адресов на каждого жителя Земли. Это число получается, если разделить количество всех возможных адресов IPv6 на население нашей планеты. Однако такое огромное адресное пространство IPv6 было введено ради иерархичности адресов (это упрощает маршрутизацию) и бо́льшая его часть в принципе не будет задействована. Тем не менее, увеличенное пространство адресов сделает NAT необязательным. Классическое применение IPv6 (по сети /64 на абонента; используется только unicast-адресация) обеспечит возможность использования более 300 млн IP-адресов на каждого жителя Земли.
Адреса IPv6 отображаются как восемь групп по четыре шестнадцатеричные цифры, разделённые двоеточием. Пример адреса:
2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d
Если одна или более групп подряд равны 0000, то они могут быть опущены и заменены на двойное двоеточие (:
. Например, 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:ae21:ad12 может быть сокращён до 2001:db8::ae21:ad12, или 0000:0000:0000:0000:0000:0000:ae21:ad12 может быть сокращён до ::ae21:ad12. Сокращению не могут быть подвергнуты 2 разделённые нулевые группы из-за возникновения неоднозначности.
При использовании IPv6-адреса в URL необходимо заключать адрес в квадратные скобки:
http://[2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d]/
Если необходимо указать порт, то он пишется после скобок:
http://[2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d]:8080/
?
