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IP地址

网络之间互连的协议（IP）是Internet Protocol的外语缩写，中文缩写为“网协”。

网络之间互连的协议也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。另外，IP还有进入防护，知识产权，指针寄存器等含义。

IP地址是在Internet上，一种给主机编址的方式。目前我们使用IP地址是IPv4地址。

一、IPv4地址

1、IPv4概念

IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基础的协议。

1）IPv4地址由32位二进制数组成，IP地址采用分层结构，由网络地址（net ID）与主机地址（host ID）两部分组成；

为便于使用，常写成点分十进制：X.X.X.X的方式，每个X为8位二进制数，值为0～255（例如202.102.201.40）；

IPv4地址由国际组织统一进行分配。我省共申请到72个B（合471万）的公网IP地址。

2）IPv4地址分类

传统的IPv4地址可分为5类。

A类IP地址的网络号长度为7位，主机号长度为24位；

A类地址是从：1.0.0.0～126.255.255.255， 网络号长度为7位，实际允许有126 个不同的A类网络；

由于主机号长度为24位，因此每个A类网络的主机IP数理论上为224= 16 777 216。

2、变长子网掩码（VLSM）

1）子网划分的局限性

无法实现把网络划分为不同大小的子网

常常会浪费许多主机地址

2）VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可变长子网掩码）允许使用多个子网掩码划分子网使组织的IP地址空间得到更有效的利用。

3）TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示子网号字段的长度，子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成。“1”对应于网络号码和子网号码字段，“0”对应于主机号码字段，“1”和“0”不能交叉出现。

4）用IP地址/子网掩码或IP地址/子网掩码长度来表示一个IP地址

128.1.0.1

128.1.0.1/16

3、NAT

地址转换是在IP地址日益短缺的情况下提出的。

一个局域网内部有很多台主机，可是不能保证每台主机都拥有合法的公网IP地址，为了到达所有的内部主机都可以连接Internet网络的目的，可以使用地址转换。

NAT有三种类型：静态NAT（staticNAT）、NAT池（pooledNAT）和端口NAT（PAT）。

静态NAT是指内部网络中的每个主机都被永久映 射成外部网络中的某个合法的地址。

而NAT池则是在外部网络中定义了一系列的合法地址，采用动态分配 的方法映射到内部网络的主机。

PAT则是把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上。

目前PAT广泛使用在内网到外网的映射上。

4、IPv4地址枯竭

互联网之父” Vin. Cerf 在2011年1月24日说，全球IP地址将在“几个星期内”用尽。

2011年2月3日，全球IP地址分配机构（IANA）宣布将其最后的468万个IP地址平均分到全球5个地区的互联网络信息中心，此后再没有可分配的IPv4地址。

2011年4月15日，亚太互联网络信息中心（APNIC）分配完最后一个/8IPv4地址块，根据APNIC相关政策，此后其会员每次申请最多可获得一个/22的IPv4地址块（1024个IPv4地址）。

地区性IP地址分配机构包括RIPE NCC（欧洲）和ARIN（北美）预计也在2012年和2013年耗尽可分配的地址资源。

二、IPv6地址

1、IPv6概念

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址。

IPv6是IPv4的下一代协议，从IPv4到IPv6最显著的变化就是地址长度，IPv6地址为128位。通常以16位为一组，每组以冒号“："隔开，可以分为8组，每组以4位十六进制方式表示。如：2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344。

IPv6地址通常由两个逻辑部分组成：一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址。

2、 IPv6地址格式

3、IPv6发展历程

三、IPv6与IPv4地址空间

IPv4是32位地址空间（2^32）=4,294,967,296个地址

IPv6是128位地址空间（2^128）=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456个地址(340万亿万亿万亿个地址)。相当于地球表面每平方米可以分配到67万亿个地址