IPv4[编辑]

     在互联网中，IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP 地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。现在电信网正在与 IP网走向融合，以IP为基础的新技术是热门的技术，如用IP网络传送话音的技术（即VoIP）就很热门，其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等，都是IP技术的研究重点。

     其中，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石的协议。1981年 Jon Postel 在RFC791中定义了IP，Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议) ，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。

    其基本信息，IPv4是Internet Protocol version 4（网际协议版本4）的英文简称，而中文简称为“网协版4”。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4，v，version版本)，它的下一个版本就是IPv6。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。据国外媒体报道，欧盟委员会希望于2010年前将欧洲其成员国境内四分之一的商业和政府部门以及家用网络转换成IPv6标准。 美国已经开始对已经与网络服务商签订IPv6协议的政府部门给与有条件的奖励政策。而欧盟希望跟随美国的步伐，促使其成员国的政府部门在这次转型过程中起到带头作用。

   其结构，Version－ 4位字段，指出当前使用的 IP 版本。

　　IP Header Length （IHL） ─ 指数据报协议头长度，具有32位字长。指向数据起点。正确协议头最小值为5。

　　Type-of-Service─ 指出上层协议对处理当前数据报所期望的服务质量，并对数据报按照重要性级别进行分配。这些8位字段用于分配优先级、延迟、吞吐量以及可靠性。

　　Total Length─ 指定整个 IP 数据包的字节长度，包括数据和协议头。其最大值为65,535字节。典型的主机可以接收576字节的数据报。

　　Identification─ 包含一个整数，用于识别当前数据报。该字段由发送端分配帮助接收端集中数据报分片。

　　Flags─ 由3位字段构成，其中低两位（最不重要）控制分片。中间位（DF）指出数据包是否可进行分片。低位(MF)指出在一系列分片数据包中数据包是否是最后的分片。第三位即最高位不使用。

　　Fragment Offset─ 13位字段，指出与源数据报的起始端相关的分片数据位置，支持目标IP适当重建源数据报。

　　Time-to-Live─ 是一种计数器，在丢弃数据报的每个点值依次减1直至减少为0。这样确保数据包无止境的环路过程。

　　Protocol─ 指出在 IP 处理过程完成之后，有哪种上层协议接收导入数据包。

　　Header Checksum─ 帮助确保 IP 协议头的完整性。由于某些协议头字段的改变，如生存期（Time to Live），这就需要对每个点重新计算和检验。Internet 协议头需要进行处理。

　　Source Address─ 指定发送代码。

　　Destination Address─ 指定接收代码。

　　Options─ 允许 IP 支持各种选项，如安全性。

　　Data ─ 包括上层信息。

     其发展历史，目前基于IPv4的网络难以实现网络实名制，一个重要原因就是因为IP资源的共用，因为IP资源不够，所以不同的人在不同的时间段共用一个IP，IP和上网用户无法实现一一对应。而IPv6的普及将改变现状，因为IPv6一个重要的应用将是实现网络实名制下的互联网身份证/VIeID，

　　在IPv4下，现在根据IP查人也比较麻烦，电信局要保留一段时间的上网日志才行，通常因为数据量很大，运营商只保留三个月左右的上网日志，比如查前年某个IP发帖子的用户就不能实现。

　　IPv6的出现可以从技术上一劳永逸地解决实名制这个问题，因为那时IP资源将不再紧张，运营商有足够多的IP资源，那时候，运营商在受理入网申请的时候，可以直接给该用户分配一个固定IP地址，这样实际就实现了实名制，也就是一个真实用户和一个IP地址的一一对应。

　　当一个上网用户的IP固定了之后，你任何时间做的任何事情都和一个唯一IP绑定，你在网络上做的任何事情在任何时间段内都有据可查，并且无法否认。因此你可能昨晚刚浏览过非法网站后，第二天早上就会有人上门给你开罚款单。

    IPv4中规定IP地址长度为32（按TCP/IP参考模型划分) ，即有2^32-1个地址。一般的书写法为4个用小数点分开的十进制数。也有人把4位数字化成一个十进制长整数，但这种标示法并不常见。另一方面，IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。 过去IANAIP地址分为A,B,C,D 4类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址，0代表此网络本身) 。网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。

     IPv6与IPv4的区别，IPv4从出生到如今几乎没什么改变的生存了下来。1983年TCP/IP协议被ARPAnet采用，直至发展到后来的互联网。那时只有几百台计算机互相联网。到1989年联网计算机数量突破10万台，并且同年出现了1.5Mbit/s的骨干网。因为IANA把大片的地址空间分配给了一些公司和研究机构，90年代初就有人担心10年内IP地址空间就会不够用，并由此导致了IPv6 的开发 。

　　IPv6与IPv4相比有以下特点和优点：

　　(1)更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。夸张点说就是，如果IPV6被广泛应用以后，全世界的每一粒沙子都会有相对应的一个IP地址。

　　⑵更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。

　　(3)增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台。

　　(4)加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。

　　(5)更高的安全性。在使用IPv6网络中，用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，这极大地增强了网络安全。

     IPv4地址剩余不足5组 几乎全部耗尽

　　日前中国互联网络信息中心（CNNIC）表示，全球互联网IP地址刚刚突破了一个新的关键临界点，IANA可分配IPv4地址剩余量已不足10%。CNNIC同时呼吁：应尽快从国家层面加快部署向IPv6地址的平稳过渡，避免在下一代互联网发展中掉队。

　　ICANN主席和首席执行官Rod Beckstrom认为：“为了让全球互联网跨越界限地增长与发展，我们需要快速推广IPv6协议的使用，现在是互联网社群联合行动的时候了！”

　　CNNIC报告中分析：3G推动下的移动互联网发展，也会产生对IP地址巨大需求。未来5年中，移动互联网的IP地址的需求预计达到5-9亿。显而易见，目前的IPv4地址资源远无法满足增长迅速的网民需求，如果我们不采取及时的应对措施，届时，运营商、用户和设备提供商将有一系列不良连锁反应。

　　互联网协议（IP）作为一项协议标准为网络设备连入网络做唯一的标识。目前IP协议版本分为IPv4和IPv6两种。而Ipv6能提供比IPv4更庞大的地址资源。面对如此紧缺的IPv4资源，所有互联网管理者应立即采取措施，推进IPv6网络部署的规划。IP地址是逐级分配的，由互联网名称与地址分配机构（ICANN）授权因特网编号管理局（IANA）负责分配；IANA将IP地址分配给全球五大区域网址分配管理机构（RIRs），例如亚太地区的APNIC ，RIRs再将其分配到各自所管理的区域。面对不足10%的待分配IPv4地址资源，这迫使全球互联网社群慎重考虑并采取坚决措施确保全球向IPv6的逐步过渡。

　　面对两年后即将枯竭的IPv4，实现IPv4向IPv6的过渡已经迫在眉睫，世界各国已经对IPv6地址的部署“摩拳擦掌”，欧美等发达国家更是将其上升到国家战略的层面，成立专门的政府工作小组进行相关工作的推进。

　　相比之下，目前中国的IPv6产业链不完善。根据最新数据：目前中国的IPv6地址为63块，排名全球18，远远落后于巴西（65728块）、美国（15025块）、德国（9861块）、日本（8356块）。不难看出，如果不积极应对，我国可能会将输在基于IPv6地址下一代互联网的起跑线上。

　　针对这一局面， APNIC执委、CNNIC专家张健认为：要实现IPv4向IPv6的平稳过渡，保证我国下一代互联网的稳健发展，需要在网络应用、终端设备、技术标准、IP地址资源分配管理上有一个整体的规划布局，政府、设备供应商、电信运营商，以及内容提供商要履行他们在IPv6过渡中的角色。在这个系统性的工程中，国家力量就显得不可或缺，需要政府不断加强在该领域的投入和政策导向。NRO主席Axel Pawlik的呼吁与此“不谋而合”，他强调，“政府部门应该在本国的IPv6部署推进中扮演主要角色。”

　　CNNIC在2008年提议启动“IP地址国家行动计划”，呼吁从国家层面，在组织机构、技术标准、资金和政策等多个方面入手，根据IPv4地址耗尽的时间段来整体布局我国的IPv6推进计划，确保我国能够顺利地从IPv4过渡到下一代IPv6地址。据了解，CNNIC已经累计为我国分配IPv4地址5600万个。

    IPv42011年1月分配完毕。被誉为“互联网之父”的文顿·瑟夫日前指出，全球IP地址即将在“几个星期内”用尽。

　　拉丁美洲及加勒比地区域名注册管理机构公关总监欧内斯托·马卓去年12月就发出警告称：“互联网中心IP地址将于2011年1月分配完毕”。“本周又分配掉了4批，目前只剩5批未分配，根据相关决议，这5批IP地址将分给全球5大域名注册机构。”

　　互联网编号分配机构 （IANA）2011年2月3日宣布，最后5个IPv4地址“大礼包”已经被分配了出去，每个礼包含有1680万个地址。此后，IPv6地址则会接班，并提供数量“浩瀚”的新型IP地址。

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