Wat is IPv4 (Internet Protocol versie 4)?

IPv4 staat voor "Internet Protocol versie 4" en is het vierde versie van het internetprotocol, een set regels die wordt gebruikt om data over netwerken te versturen. Het is het meest gebruikte protocol om verbindingen op het internet te maken. IPv4 biedt een uniek adres aan elk apparaat dat met het internet verbonden is, zoals computers, smartphones en servers. Dit adres, het zogenaamde **IP-adres**, maakt het mogelijk dat apparaten elkaar kunnen vinden en data kunnen uitwisselen.

Hoe werkt IPv4?

Elk apparaat dat met een netwerk is verbonden, moet een uniek adres hebben om gegevens te verzenden en te ontvangen. IPv4 regelt de adressering en routering van datapakketten over het netwerk. Laten we dit stap voor stap uitleggen:

• IP-adressen: IPv4-adressen bestaan uit vier getallen die elk variëren van 0 tot 255, gescheiden door punten. Een voorbeeld van een IPv4-adres is 192.168.1.1. Dit adres wordt gebruikt om apparaten te identificeren binnen een netwerk.
• Routering: Als een apparaat data wil verzenden, zoals een verzoek om een website te laden, verpakt IPv4 dit verzoek in een **datapakket**. Dit datapakket bevat het IP-adres van zowel de afzender als de ontvanger. Routers in het netwerk lezen deze adressen en sturen het pakket naar het juiste doel.
• Subnetten: Netwerken worden vaak onderverdeeld in kleinere subnetten om het verkeer efficiënter te beheren. Dit wordt gedaan met behulp van een **subnetmasker**, wat bepaalt welk deel van het IP-adres het netwerkadres is en welk deel voor specifieke apparaten (hosts) wordt gebruikt.

De Structuur van een IPv4-adres

Een IPv4-adres bestaat uit 32 bits, wat betekent dat er in theorie ongeveer 4,3 miljard unieke IPv4-adressen kunnen zijn (2³²). Deze adressen worden weergegeven als vier getallen van 8 bits (octetten), gescheiden door punten.

Publieke en Privé IPv4-adressen

IPv4-adressen kunnen worden onderverdeeld in **publieke** en **privé** adressen:

• Publieke IPv4-adressen: Dit zijn unieke adressen die door apparaten op het internet worden gebruikt om met elkaar te communiceren. Ze worden uitgegeven door regionale internetregisters (RIR's) en zijn zichtbaar voor de buitenwereld.
• Privé IPv4-adressen: Deze adressen worden gebruikt binnen privé-netwerken, zoals je thuisnetwerk of bedrijfsnetwerk. Ze zijn niet direct toegankelijk vanaf het internet. Typische privé-IP-bereiken zijn:
  • 10.0.0.0 - 10.255.255.255
  • 172.16.0.0 - 172.31.255.255
  • 192.168.0.0 - 192.168.255.255

Om ervoor te zorgen dat apparaten met privé-adressen toegang krijgen tot het internet, wordt een technologie genaamd **NAT (Network Address Translation)** gebruikt, waarbij het privé-adres wordt "vertaald" naar een publiek adres.

Waarom is IPv4 nog steeds belangrijk?

Hoewel er een nieuwere versie van het internetprotocol beschikbaar is, namelijk **IPv6**, is IPv4 nog steeds de meest gebruikte standaard wereldwijd. Dit komt door verschillende redenen:

• Compatibiliteit: Het grootste deel van de wereldwijde netwerkinfrastructuur is nog steeds afhankelijk van IPv4, waardoor het de dominante versie blijft.
• Bekendheid: Netwerkbeheerders zijn zeer bekend met IPv4, wat betekent dat de overstap naar IPv6 vaak wordt uitgesteld, omdat er nog voldoende IPv4-werkbare oplossingen zijn.
• NAT en andere oplossingen: Technologieën zoals NAT hebben het mogelijk gemaakt om het beperkte aantal IPv4-adressen efficiënter te gebruiken, waardoor het adresuitputtingsprobleem tot op zekere hoogte is omzeild.

Wat is het Probleem met IPv4?

Het grootste probleem met IPv4 is dat het **adressen tekort komt**. Toen IPv4 werd ontworpen, leek 4,3 miljard unieke adressen meer dan genoeg, maar met de explosieve groei van het internet en het aantal apparaten (zoals smartphones, IoT-apparaten, en servers) zijn de beschikbare IPv4-adressen bijna op. Dit leidde tot de ontwikkeling van **IPv6**, dat veel meer adressen kan bieden (2¹²⁸, wat neerkomt op ongeveer 340 sextiljoen adressen).

Subnetten in IPv4

Een van de belangrijkste concepten in IPv4 is **subnetting**, wat het netwerk opdelt in kleinere subnetten. Dit is nuttig voor het efficiënter beheren van een groot netwerk of om verkeersstromen te isoleren.

• Subnetmasker: Het subnetmasker bepaalt welk deel van het IPv4-adres het netwerkdeel is en welk deel het hostdeel. Een veelgebruikte notatie is de CIDR-notatie (Classless Inter-Domain Routing), zoals 192.168.1.0/24, waarbij het getal na de schuine streep het aantal bits aangeeft dat voor het netwerk wordt gebruikt.
• Voorbeeld: Stel dat je een netwerk hebt met het adres 192.168.1.0/24. Dit betekent dat de eerste 24 bits (de eerste drie octetten) het netwerkdeel zijn en dat de laatste 8 bits kunnen worden gebruikt voor hosts. In dit geval zijn er 256 mogelijke adressen, waarvan 254 beschikbaar zijn voor apparaten (hosts), omdat het eerste en laatste adres gereserveerd zijn voor respectievelijk het netwerkadres en het broadcastadres.

Hoe wordt een IP-adres toegewezen?

IP-adressen kunnen op twee manieren aan een apparaat worden toegewezen:

• Statisch IP-adres: Dit betekent dat een apparaat een vast, permanent IP-adres krijgt toegewezen. Dit is gebruikelijk voor servers en netwerkapparaten die altijd hetzelfde adres moeten hebben.
• Dynamisch IP-adres: Dit wordt meestal beheerd door een **DHCP-server** (Dynamic Host Configuration Protocol), die automatisch een tijdelijk IP-adres toewijst aan een apparaat wanneer het verbinding maakt met het netwerk. De meeste thuisnetwerken gebruiken DHCP voor apparaten zoals laptops, smartphones en tablets.

Conclusie: IPv4 blijft relevant

IPv4 is een essentieel onderdeel van de moderne internetinfrastructuur, en ondanks de uitdagingen met betrekking tot adresuitputting blijft het wijdverbreid in gebruik. Oplossingen zoals NAT en subnetting hebben geholpen om het beperkte aantal IPv4-adressen efficiënter te benutten, maar de overgang naar IPv6 wordt onvermijdelijk als het internet blijft groeien. Tot die tijd blijft IPv4 een belangrijke technologie die ervoor zorgt dat miljarden apparaten wereldwijd met elkaar kunnen communiceren.