IPv4 ist die Abkürzung für Internet Protocol Version 4, die vierte Version des Internet Protokolls (IP). Das Internet Protokoll ist ein Standard, der regelt, wie Datenpakete über Netzwerke gesendet und empfangen werden. IPv4 wurde 1981 definiert und ist seit 1983 im Einsatz. Es ist die am weitesten verbreitete Version des Internet Protokolls und bildet die technische Grundlage des Internets.
IPv4 verwendet 32-Bit-Adressen, die aus vier Zahlen zwischen 0 und 255 bestehen, die durch Punkte getrennt werden. Zum Beispiel hat die Adresse 192.0.2.42 den binären Wert 11000000.00000000.00000010.00101010. Jede IPv4-Adresse ist eindeutig und identifiziert einen bestimmten Rechner oder ein bestimmtes Gerät im Netzwerk. Es gibt insgesamt 4,294,967,296 (2^32) mögliche IPv4-Adressen, aber einige davon sind für spezielle Zwecke reserviert, wie zum Beispiel private Netzwerke oder Multicast-Übertragungen.
IPv4 ist ein verbindungsloses Protokoll, das heißt, es stellt keine Verbindung zwischen Sender und Empfänger her, bevor es Datenpakete verschickt. Es garantiert auch nicht die Zustellung, die Reihenfolge oder die Vermeidung von Duplikaten der Datenpakete. Diese Aufgaben werden von höheren Schichten des TCP/IP-Modells übernommen, wie zum Beispiel dem Transmission Control Protocol (TCP). IPv4 ist ein best-effort Protokoll, das heißt, es versucht die Datenpakete so gut wie möglich zu übermitteln, aber es kann keine Garantien geben.
IPv4 hat einige Vorteile, wie zum Beispiel seine Einfachheit, seine Flexibilität und seine Kompatibilität mit vielen Netzwerktechnologien. Es hat aber auch einige Nachteile, wie zum Beispiel die begrenzte Anzahl von Adressen, die nicht ausreicht für den wachsenden Bedarf des Internets. Außerdem hat IPv4 einige Sicherheitsprobleme, da es keine Verschlüsselung oder Authentifizierung der Datenpakete bietet.
Um diese Probleme zu lösen, wurde eine neue Version des Internet Protokolls entwickelt: IPv6. IPv6 verwendet 128-Bit-Adressen, die aus acht Gruppen von vier hexadezimalen Ziffern bestehen, die durch Doppelpunkte getrennt werden. Zum Beispiel hat die Adresse 2001:db8:85a3:8d3:1319:8a2e:370:7348 den binären Wert 001000000000000100001101101110000000100001011010001100110000110100001101001100110001001100011001100010011000101000101110001011100000011100001110100011101001000. IPv6 bietet eine viel größere Anzahl von Adressen (3.4×10^38), die für viele Jahre ausreichen sollte. Außerdem bietet IPv6 einige Verbesserungen in Bezug auf Leistung, Sicherheit und Funktionalität.
IPv6 ist seit 1995 definiert und wird seitdem schrittweise eingeführt. Es ist jedoch nicht vollständig kompatibel mit IPv4, daher müssen beide Protokolle parallel betrieben werden, bis IPv4 vollständig abgelöst wird. Dies erfordert spezielle Mechanismen zur Übersetzung oder Tunnelung zwischen den beiden Protokollen.
IPv4 ist also eine wichtige Technologie für das Internet, die jedoch an ihre Grenzen gestoßen ist und durch IPv6 abgelöst werden soll. Die Umstellung auf IPv6 ist jedoch ein langwieriger und komplexer Prozess, der noch viele Jahre dauern wird.