IPv4: система адресации, на которой держится интернет

Каждое устройство, подключённое к интернету, нуждается в адресе — способе, с помощью которого другие устройства могут его найти и отправить ему данные. Именно эту задачу десятилетиями решает IPv4, и, несмотря на свой возраст, он по-прежнему лежит в основе большей части мирового интернет-трафика.

Что такое IPv4?

IPv4 расшифровывается как Internet Protocol version 4 — четвёртая версия интернет-протокола. Это набор правил, регулирующих передачу и приём данных в сетях. В его основе лежит присвоение каждому устройству в сети уникальной числовой метки — IP-адреса.

Вы почти наверняка уже встречали IPv4-адрес: он выглядит примерно как 192.168.1.1 или 203.0.113.47. Такие адреса записываются в формате из четырёх чисел, каждое из которых находится в диапазоне от 0 до 255, разделённых точками. Этот формат называется «десятичной записью с точками» (dotted decimal notation).

Как работает IPv4?

Для формирования каждого адреса IPv4 использует 32 двоичных бита. Такая 32-битная структура допускает создание примерно 4,3 миллиарда уникальных адресов — что звучит внушительно, но в мире смартфонов, ноутбуков, смарт-телевизоров и IoT-устройств этот запас иссяк быстрее, чем кто-либо мог предположить.

Когда вы открываете сайт, ваше устройство отправляет пакет данных на сервер, где размещён этот сайт. Пакет содержит ваш IPv4-адрес источника и адрес назначения сервера. Маршрутизаторы на пути следования пакета считывают эти адреса и передают его дальше к месту назначения — подобно почтовой системе, но для данных.

Поскольку лимит в 4,3 миллиарда адресов фактически исчерпан, для увеличения их запаса были введены технологии NAT (Network Address Translation) и CGNAT (Carrier-Grade NAT). Они позволяют нескольким устройствам совместно использовать один публичный IPv4-адрес. Ваш домашний роутер — наглядный пример: он получает один публичный IP от провайдера, а каждому устройству в вашей домашней сети раздаёт приватные IPv4-адреса (вида 192.168.x.x).

Почему IPv4 важен для пользователей VPN

IPv4 напрямую связан с тем, как работают VPN, и понимание этого помогает принимать более взвешенные решения в области конфиденциальности и безопасности.

Маскировка IP-адреса — при подключении к VPN ваш реальный IPv4-адрес заменяется адресом VPN-сервера. Сайты и сервисы видят IP сервера, а не ваш. Это фундаментальный механизм конфиденциальности, ради которого большинство пользователей и обращаются к VPN.

Общие и выделенные IP-адреса — большинство VPN-провайдеров назначают пользователям общий IPv4-адрес: это означает, что множество пользователей выходят в интернет с одного и того же IP. Такой подход обеспечивает дополнительный уровень анонимности. Некоторые провайдеры предлагают выделенные IPv4-адреса для тех, кому необходима стабильная сетевая идентичность.

Утечки IPv4 — если VPN-соединение обрывается или настроено неверно, ваш реальный IPv4-адрес может стать виден сайтам или трекерам. Именно для таких случаев существует функция kill switch: она полностью отключает интернет при разрыве VPN-туннеля, предотвращая утечку вашего настоящего IP.

Сложности с CGNAT — если ваш провайдер использует CGNAT, вы уже делите один публичный IPv4-адрес с другими клиентами. Это может мешать проброске портов и отдельным конфигурациям VPN, делая необходимым использование выделенного IP или другого VPN-протокола.

Геоблокировка и стриминг — стриминговые сервисы определяют ваше местоположение по IPv4-адресу и в соответствии с ним ограничивают доступ к контенту. VPN направляет трафик через серверы в других странах, присваивая вам другой IPv4-адрес, который воспринимается как находящийся в разрешённом регионе.

Практические примеры

  • Журналист, работающий за рубежом, подключается к VPN-серверу в своей стране. Сайт, о котором он пишет материал, видит IPv4-адрес этого сервера, а не реальное местонахождение журналиста.
  • Геймер использует VPN для защиты от DDoS-атак. Игровой сервер видит только IPv4-адрес VPN, и реальный IP пользователя остаётся скрытым от потенциальных злоумышленников.
  • Удалённый сотрудник подключается через VPN к корпоративной сети. Брандмауэр компании проверяет входящий IPv4-адрес и находит его в списке разрешённых — он совпадает с адресом VPN-сервера.

IPv4 — это устаревающая технология, однако она по-прежнему остаётся фундаментом интернет-коммуникаций. Для пользователей VPN особенно важно понимать, как работают IPv4-адреса и как их можно скрыть, как может произойти их утечка и каким образом ими можно управлять.