【计算机网络】第四章 IPv4

4.3 IPv4

IPv4是互联网协议第四版（Internet Protocol version 4）的简称。它是现今互联网最常用的网络层协议，为互联网上的设备提供了唯一的逻辑地址，用于在网络中标识和定位不同的主机。

以下是IPv4的一些关键特点和要点：

地址长度：IPv4使用32位地址，通常以点分十进制表示，例如192.168.0.1。

地址空间：IPv4的地址空间为2^32（大约42亿）个唯一地址，数量有限，已经逐渐不足以支撑互联网的快速发展。

分类地址：IPv4的地址空间按照网络和主机的划分进行分类，包括A、B、C、D和E五类地址，每一类的网络地址和主机地址的位数是固定的。

子网划分：为了更有效地利用地址空间，IPv4引入了子网划分的概念，允许网络管理员将一个网络划分为多个子网，每个子网拥有独立的地址段。

协议支持：IPv4提供一系列的网络协议支持，包括传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）等，以满足不同应用的需求。

NAT(Network Address Translation)：由于IPv4地址不足的问题，网络地址转换成为一种常见的解决方案，通过将多个内部地址映射到少量的公共IPv4地址，实现了内部网络中多个设备共享一个公网IP地址。

IPv4是互联网发展的基础，然而由于地址空间的有限性和其他的限制，IPv6已经被广泛推广和应用，作为IPv4的后继版本，提供了更大的地址空间和更多的功能特性。

4.3.1 IPv4 地址概述

IPv4 地址 就是因特网上的 每一台主机（或路由器）的每一个接口 分配一个在全世界范围内唯一的 32 比特的标识符。
IPv4 地址 采用 点分十进制表示方法。

4.3.2 分类编址的 IPv4 地址

A 类地址

B 类地址

C 类地址

习题2解析

总结起来，IPv4是当前互联网最常用的网络层协议，具有以下特点：

地址长度：IPv4使用32位地址，以点分十进制形式表示，拥有约42亿个唯一地址。

地址空间有限：由于地址空间的限制，IPv4的地址正在逐渐匮乏，已无法满足互联网快速增长的需求。

分类地址：IPv4地址空间按照网络和主机的划分进行分类，包括A、B、C、D和E五类地址，每一类具有固定的地址位数来表示网络和主机。

子网划分：为了更有效地利用地址空间，IPv4支持子网划分，允许网络管理员将一个网络划分为多个子网，以独立的地址段分配给不同的子网。

协议支持：IPv4提供了一系列的网络协议支持，包括传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，满足不同应用的需求。

NAT：由于IPv4地址不足的问题，出现了网络地址转换（NAT）技术，通过将多个内部地址映射到少量的公共IPv4地址，实现了多个设备共享一个公网IP地址。

尽管IPv4为互联网发展提供了重要基础，但它的独有地址空间限制和其他限制逐渐显现出局限性。因此，IPv6作为IPv4的后继版本，提供了更大的地址空间、安全性增强和更多的功能特性，正在逐渐推广和应用，以适应未来互联网的需求。