IPv4 (Internet Protocol version 4) — четвёртая и до сих пор доминирующая версия протокола маршрутизации интернета. Использует 32-битные адреса, которые записываются в виде четырёх десятичных чисел от 0 до 255, разделённых точками (например, 192.168.1.1). Суммарное адресное пространство — 2^32 = 4 294 967 296 адресов, около 4,3 млрд.
Структура IPv4-адреса
32 бита делятся на сетевую часть и часть хоста. Граница определяется маской подсети. Запись 192.168.1.100/24 означает: первые 24 бита — адрес сети (192.168.1.0), последние 8 бит — адрес хоста (.100). В подсети /24 — 254 адреса для хостов (256 минус сетевой и широковещательный).
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) — современная система адресации без классов A/B/C. Позволяет гибко выделять блоки любого размера: /25 = 126 хостов, /28 = 14 хостов. Старая классовая система (Class A /8, Class B /16, Class C /24) устарела.
Исчерпание адресов и NAT
IANA (Internet Assigned Numbers Authority) исчерпала последние блоки IPv4 в феврале 2011 года. Региональные регистраторы (RIPE NCC для Европы/России) израсходовали запасы к 2019 году. Сейчас новые IPv4-адреса можно только купить на вторичном рынке — стоимость одного адреса $30–60 (2024).
Решением дефицита стал NAT (Network Address Translation): тысячи устройств делят один публичный IPv4-адрес через подмену адресов на маршрутизаторе. CGNAT (Carrier-Grade NAT) — провайдер скрывает за одним IP тысячи абонентов.
Приватные диапазоны IPv4
Согласно RFC 1918, зарезервированы три диапазона приватных адресов: 10.0.0.0/8 (16 777 214 адресов), 172.16.0.0/12 (1 048 574 адреса), 192.168.0.0/16 (65 534 адреса). Эти адреса не маршрутизируются в интернете. Серверы в дата-центре общаются через приватные адреса, наружу выходят через публичный IPv4.
IPv4 в хостинге
Каждый VPS/сервер получает как минимум один белый IP — публичный IPv4, доступный из интернета. Дополнительные IP для SSL (до SNI стало стандартом), нескольких сайтов на разных IP, обратного DNS — тарифицируются отдельно. Диапазоны IPv4 в дата-центрах назначаются через BGP от RIPE или купленные блоки.
История IPv4
IPv4 разработан в 1970-х годах в рамках проекта DARPA. RFC 791 опубликован Джоном Постелем в сентябре 1981 года — это официальный стандарт IPv4. В 1983 году ARPANET перешёл с NCP на TCP/IP (IPv4). Предполагалось, что 4,3 млрд адресов никогда не иссякнут — ошибка прогнозирования роста интернета. К 1994 году стало ясно, что адресов не хватит, и появился IPv6 (RFC 2460, 1998).
IPv4-адреса для хостинга и их стоимость
Исчерпание свободных IPv4-адресов в IANA произошло в феврале 2011 года. Европейский реестр RIPE NCC исчерпал пул в ноябре 2019 года. Сейчас IPv4-адреса продаются на вторичном рынке: стоимость одного /24 (256 адресов) выросла с $3–5 в 2012 году до $40–60 в 2024 году. Один IPv4-адрес на вторичном рынке — $40–55.
Провайдеры хостинга включают 1 IPv4-адрес в базовые тарифы. Дополнительные IPv4 стоят $1–3/мес. за адрес у большинства российских и европейских провайдеров. Для хостинга с несколькими SSL-сертификатами на разных доменах дополнительные IPv4 раньше были обязательны, но с повсеместным внедрением SNI (Server Name Indication) это требование отпало.
IPv4 и NAT в хостинге
NAT (Network Address Translation) позволяет сотням серверов за одним публичным IPv4 работать через CGNAT (Carrier-Grade NAT). Большинство мобильных провайдеров и некоторые хостинги уже используют CGNAT. Проблемы CGNAT для хостинга: невозможность принимать входящие соединения на произвольный порт, проблемы с геолокацией (IP адрес не соответствует реальному местоположению), сложности с whitelisting по IP. Поэтому для серверов и хостинга всегда нужен белый (публичный) IPv4.