IPv4 — Internet Protocolning to‘rtinchi versiyasi bo‘lib, paketlarni tarmoqlar orasida manzillash va uzatish uchun ishlatiladi. IPv4 manzili 32 bitdan iborat va odatda nuqta bilan ajratilgan to‘rtta o‘nlik oktet ko‘rinishida yoziladi: 192.0.2.15. Protokol connectionless tamoyilda ishlaydi; har bir paket mustaqil uzatiladi va IP qatlamining o‘zi yetkazib berish, tartib yoki takrorlanmaslik kafolatini bermaydi.
Manzil va prefiks
IPv4 manzil tarmoq prefiksi va host qismidan iborat. CIDR yozuvidagi /24 birinchi 24 bit tarmoq prefiksi ekanini bildiradi. 192.0.2.0/24 tarmog‘i 256 ta manzilni qamrab oladi. An’anaviy subnetda eng past manzil network address, eng yuqori manzil broadcast address sifatida ajratiladi.
Private manzil diapazonlari internetda global yo‘naltirilmaydi: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 va 192.168.0.0/16. Loopback uchun 127.0.0.0/8, link-local avtomatik manzillar uchun 169.254.0.0/16 ajratilgan. Hujjat va misollar uchun 192.0.2.0/24, 198.51.100.0/24 va 203.0.113.0/24 kabi maxsus bloklar mavjud.
Paket sarlavhasi
IPv4 sarlavhasi kamida 20 bayt. Unda versiya, header length, total length, identification, fragment flaglari, TTL, protocol, header checksum, manba va manzil adreslari bor. TTL har routerdan o‘tganda kamayadi; nolga tushgan paket tashlab yuboriladi. Bu routing siklida paketning cheksiz aylanishini to‘xtatadi.
Protocol maydoni yuqori qatlamni bildiradi: TCP uchun 6, UDP uchun 17, ICMP uchun 1 qiymati ishlatiladi. Header checksum faqat IPv4 sarlavhasini tekshiradi va TTL o‘zgargani sababli har routerda qayta hisoblanadi.
Fragmentatsiya
Paket chiqish interfeysi MTU qiymatidan katta bo‘lsa, IPv4 router uni fragmentlarga ajratishi mumkin. Identification, fragment offset va More Fragments flagi qabul qiluvchiga qismlarni yig‘ishga yordam beradi. Don't Fragment flagi o‘rnatilgan paket bo‘linmaydi; router ICMP xabari orqali MTU muammosini bildirishi mumkin. Path MTU Discovery fragmentatsiyani chetlab, mos paket hajmini topishga xizmat qiladi.
NAT
32 bitli manzil maydoni cheklanganligi sababli Network Address Translation keng tarqalgan. Uy routeri ko‘plab private hostlarning ulanishini bitta yoki bir nechta public manzil orqali chiqaradi. Port Address Translation TCP yoki UDP portlarini ham o‘zgartirib, oqimlarni ajratadi. NAT manzilni tejaydi, lekin end-to-end ulanishni murakkablashtiradi va ayrim protokollar uchun qo‘shimcha mexanizm talab qiladi.
Yetkazib berish xususiyati
IPv4 best-effort xizmat ko‘rsatadi. Paket yo‘qolishi, takrorlanishi yoki tartibi o‘zgarishi mumkin. Ishonchli oqim kerak bo‘lsa TCP kabi yuqori qatlam protokoli buni boshqaradi. Router forwarding tabledagi eng uzun mos prefiks — longest prefix match — asosida keyingi yo‘nalishni tanlaydi.
Manzilni olish
Host IPv4 manzil, subnet mask, default gateway va DNS serverlarni statik sozlama yoki DHCP orqali olishi mumkin. DHCP client dastlab broadcast xabarlar bilan server izlaydi, taklif qilingan konfiguratsiyani so‘raydi va lease oladi. Lease vaqtinchalik bo‘lib, client uni muddati tugashidan oldin yangilaydi. Bir segmentda noto‘g‘ri DHCP server ishlasa, hostlarga xato gateway yoki DNS berilishi mumkin.