IPv4

인터넷 프로토콜 버전 4(Internet Protocol version 4, IPv4)는 독립형 사양으로서 인터넷 프로토콜(IP)의 첫 번째 버전이다. 인터넷 및 기타 패킷 교환 네트워크에서의 표준 기반 인터네트워킹 방식의 핵심 프로토콜 중 하나이다. IPv4는 1982년 SATNET에서, 1983년 1월 ARPANET에서 운영을 위해 처음으로 배포된 버전이다. 후속 버전인 IPv6(Internet Protocol version 6)의 지속적인 배포에도 불구하고, 오늘날까지 대부분의 인터넷 트래픽을 라우팅하는 데 여전히 사용되고 있다.

IPv4는 4,294,967,296(2³²)개의 고유 주소를 제공하는 32비트 주소 공간을 사용하지만, 큰 블록들은 특수 네트워킹 목적으로 예약되어 있다. 이러한 고유 주소의 양은 전 세계 인터넷의 요구를 충족하기에 충분하지 않으며, 이로 인해 IPv6로 전환되는 과정에서 IPv4 주소 고갈이라는 중대한 문제가 발생했다.

목적

인터넷 프로토콜("IP")은 인터넷 프로토콜 스위트의 인터넷 계층에서 인터네트워킹을 정의하고 가능하게 하는 프로토콜이다. 이는 인터넷에 전 세계 규모의 논리적 주소 체계를 부여하여, 소스 호스트로부터 다른 네트워크에 있는 목적지 호스트에 한 홉 더 가까운 다음 라우터로 IP 데이터 패킷의 라우팅을 가능하게 한다.

IPv4는 비연결형 프로토콜이며, 전송을 보장하지 않고 적절한 순서 보장이나 중복 전송 방지를 확약하지 않는 최선 노력 전달 모델로 작동한다. 이러한 측면은 전송 제어 프로토콜(TCP)이나 QUIC 프로토콜과 같은 상위 계층 전송 프로토콜에 의해 처리될 수 있다.

역사

TCP/IP의 초기 버전은 TCP/IPv3를 통해 통합된 사양이었다. IPv4에 이르러 인터넷 프로토콜은 별개의 사양이 되었다.

인터넷 프로토콜 버전 4는 IETF 간행물 RFC 791(1981년 9월)에 설명되어 있으며, 1980년 1월의 이전 정의(RFC 760)를 대체했다. 1982년 3월, 미국 국방부는 모든 군용 컴퓨터 망의 표준으로 인터넷 프로토콜 스위트(TCP/IP)를 채택하기로 결정했다.

주소 공간 고갈

1980년대 후반에 이르러, 사용 가능한 IPv4 주소 풀이 네트워크의 원래 설계 당시 예상하지 못했던 속도로 고갈되고 있다는 점이 분명해졌다. 1990년대부터 주소 고갈을 가속화한 주요 요인으로는 IP 데이터 서비스를 이용하는 노트북 컴퓨터, 개인 정보 단말기(PDA), 스마트폰 등 모바일 컴퓨팅 기기를 사용하는 인터넷 사용자 수의 급격한 증가가 포함되었다. 또한 초고속 인터넷 접속은 상시 접속 기기를 기반으로 했다. 고갈의 위협은 다음과 같은 여러 구제 기술의 도입을 촉진했다.

• 소규모 ISP 할당을 위한 Classless Inter-Domain Routing(CIDR)
• 전송 링크에서 주소의 필요성을 제거한 번호 없는 인터페이스
• 엔드 투 엔드 원칙의 필요성을 제거한 네트워크 주소 변환(NAT)

1990년대 중반까지 NAT는 지역 및 로컬 인터넷 레지스트리의 엄격한 사용 기반 할당 정책과 함께 네트워크 접속 제공자 시스템에서 널리 사용되었다.