El crecimiento exponencial de Internet está llevando hacia el agotamiento de las direcciones IPv4, es decir a la progresiva merma de la cantidad de direcciones IPv4 disponibles. Este tema ha sido una preocupación desde los años 80.
Como consecuencia, se ha convertido en el factor impulsor en la creación y adopción de diversas nuevas tecnologías, incluidas las redes classful, las direcciones CIDR e IPv6; asimismo, ha sido un elemento clave en la adopción de NAT.
Desde el año 2007, IPv6 se ve como una solución a largo plazo para el agotamiento de las direcciones IPv4 aunque su implantación se está realizando a un paso muy lento. A medida que se acerca el plazo límite del agotamiento de la dirección IPv4, la mayoría de vendedores de equipos e ISPs están empezando a considerar el uso generalizado de IPv6.
El 3 de febrero de 2011, la IANA asignó los últimos bloques libres a los RIRs, efectivamente agotando el pool de direcciones IPv4 disponibles.
Cada host de una red, como los ordenadores o las impresoras, tiene asignada una dirección IP única que se utiliza para comunicarse con otros hosts en dicha red, que normalmente se expresan en formato decimal separado por puntos (por ejemplo 66.230.200.100). Cada octeto, o parte de una dirección, debe ser un número entre 0 y 255 y, como consecuencia, habrá un máximo de 4.294.967.296 direcciones disponibles para uso. Sin embargo, un gran número de direcciones se reservan para uso local y, por ello, no están disponibles para Internet.
Las direcciones IP pueden ser de diferentes tipos o clases (A, B, C, D y E). Una red de clase A se reserva en la actualidad para los Gobiernos, y en el pasado también para grandes empresas como por ejemplo Hewlett Packard. Las direcciones de clase B se otorgan a medianas empresas. Los usuarios “normales” usarán direcciones de clase C, se pierde así un rango de direcciones IP importante.
No hay suficientes direcciones IPv4 para enrutar públicamente y proporcionar una dirección distinta para cada speaker IPv4 (que incluye ordenadores de sobremesa, teléfonos móviles, dispositivos integrados y hosts virtuales). Este problema se minimiza mediante la NAT, por medio de la cual diversos hosts de redes de área local (LAN) pueden compartir una única dirección IP pública de Internet.
Los datos enviados por los hosts individuales a Internet indican tanto su dirección fuente como la IP pública utilizada y el router que proporciona el acceso es capaz de “seguir la pista” de qué host ha originado el tráfico en la red y responde en consecuencia.
Lo anterior es un caso similar al de los teléfonos de oficinas, que comparten un mismo número y que, a su vez, cada uno tiene una extensión para distinguirse.
