IP地址是IP協(xié)議的重要組成部分，它可以識別接入互聯(lián)網(wǎng)中的任意一臺設(shè)備孕蝉。在IP接力中屡律，我們已經(jīng)看到，IP包的頭部寫有出發(fā)地和目的地的IP地址昔驱。IP包上攜帶的IP地址和路由器相配合疹尾，最終允許IP包從互聯(lián)網(wǎng)的一臺電腦傳送到另一臺。
在IP接力中骤肛，我們是以IPv4為例說明IP包的格式的纳本。IPv4和IPv6是先后出現(xiàn)的兩個IP協(xié)議版本。IPv4的地址就是一個32位的0/1序列腋颠，比如11000000 00000000 0000000 00000011繁成。為了方便人類記錄和閱讀，我們通常將32位0/1分成4段8位序列淑玫，并用10進(jìn)制來表示每一段(這樣巾腕，一段的范圍就是0到255)面睛，段與段之間以.分隔。比如上面的地址可以表示成為192.0.0.3尊搬。IPv6地址是128位0/1序列叁鉴，它也按照8位分割，以16進(jìn)制來記錄每一段(使用16進(jìn)制而不是10進(jìn)制佛寿，這能讓寫出來的IPv6地址短一些)幌墓，段與段之間以:分隔。
IP地址的分配
IP地址的分配是一個政策性的問題冀泻。ICANN(the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)是Internet的中心管理機構(gòu)常侣。ICANN的IANA(Internet Assigned Numbers Authourity)部門負(fù)責(zé)將IP地址分配給5個區(qū)域性的互聯(lián)網(wǎng)注冊機構(gòu)(RIR，Reginal Internet Registry)弹渔，比如APNIC胳施，它負(fù)責(zé)亞太地區(qū)的IP分配。然后RIR將地址進(jìn)一步分配給當(dāng)?shù)氐腎SP(Internet Service Provider)肢专，比如中國電信和中國網(wǎng)通舞肆。ISP再根據(jù)自己的情況，將IP地址分配給機構(gòu)或者直接分配給用戶鸟召，比如將A類地址分配給一個超大型機構(gòu)胆绊，而將C類地址分配給一個網(wǎng)吧。機構(gòu)可以進(jìn)一步在局域網(wǎng)內(nèi)部分配IP地址給各個主機欧募。(A/B/C類地址請參閱IP接力)
并不是所有的地址都會被分配压状。一些地址被預(yù)留，用于廣播跟继、測試种冬、私有網(wǎng)絡(luò)使用等。這些地址被稱為專用地址(special-use address)舔糖。你可以查詢RFC5735來了解哪些地址是專用地址娱两。
(RFC，Request For Comments金吗。RFC是一系列的技術(shù)文檔十兢，用于記錄Internet相關(guān)的技術(shù)和協(xié)議規(guī)定。每一個RFC文件都有一個固定的編號摇庙。它們是互聯(lián)網(wǎng)的一個重要財產(chǎn)旱物。你可以通過http://www.rfc-editor.org/來查找RFC文件)
IPv4地址耗盡
由于IPv4協(xié)議的地址為32位，所以它可以提供232, 也就是大約40億個地址卫袒。如果地球人每人一個IP地址的話宵呛，IPv4地址已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。更何況夕凝，人均持有的入網(wǎng)設(shè)備可能要遠(yuǎn)多于一個宝穗，下圖中顯示了一個家庭對IP地址的需求户秤，這種需求量已經(jīng)相當(dāng)常見了：
下圖顯示了各大洲RIR的IPv4地址耗盡日期 (IANA已經(jīng)將所有的IP分配給各個RIR)：
盡管一些技術(shù)措施(比如NAT技術(shù)逮矛，我會在其他文章中深入NAT)減緩了情況的緊急程度鸡号，但I(xiàn)Pv4地址耗盡的一天終究還是會很快到來。很明顯橱鹏，我們需要更多的IP地址膜蠢，以滿足爆炸式增長的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對IP地址的需求。
更長=更好
IPv6協(xié)議的地址最重要的改進(jìn)就是：加長莉兰。IPv6的地址為128位。準(zhǔn)確的說礁竞，IPv4有4,294,967,296個地址糖荒，而IPv6有
340,282,366,920,938,463,374,607,431,768,211,456
個地址。這是怎樣一個概念呢模捂？我們可以大概計算一下
地球表面積大約為510,067,866,000,000平方米捶朵。在一平方厘米(大約是指甲蓋大小)的面積內(nèi)，我們可以有6.67×1016個IP地址狂男！所以在短期的時間內(nèi)综看，我們應(yīng)該不會看到IPv6被用盡的尷尬。(不排除在未來計算機以分子尺寸出現(xiàn)岖食，那么我們就會有IPv6耗盡危機了)
所以红碑，為了解決IPv4地址耗盡危機，這就是結(jié)論：
總結(jié)
IPv4地址正在耗盡泡垃，而IPv6通過更長的序列提供了更多的IP地址析珊。IPv4向IPv6的遷移正在發(fā)生。
阻礙遷移的過程的主要在于IPv4和IPv6格式的不兼容性蔑穴。老的路由器支持IPv4格式的IP包忠寻，但它們無法理解IPv6格式的IP包。所以這一遷移過程必然要伴隨者設(shè)備的更新存和。然而奕剃，我們的許多互聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)都是建立在IPv4網(wǎng)絡(luò)上的，不可能一夜之間停止IPv4網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)而整體遷移到IPv6網(wǎng)絡(luò)中捐腿。這一遷移過程注定充滿坎坷纵朋。
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