IPv4協(xié)議詳解：人人都離不開它

連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都需要有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，目前應(yīng)用最廣泛的就是IPv4。作為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程中的一個關(guān)鍵里程碑，IPv4可以說奠定了互聯(lián)網(wǎng)通信的基礎(chǔ)，使得數(shù)據(jù)包能夠正確地從一個設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到另一個設(shè)備，不管手機電腦，還是其他要聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，都離不開它。

IPv4全稱InternetProtocol version 4，意為互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第四版，它使用32位的地址空間，這意味著理論上可以提供大約43億（準確來說是4,294,967,296）個唯一的IP地址。

IPv4的地址通常由四個部分組成，采用點分十進制表示。例如192.168.1.1就是一個常見的IPv4地址。IPv4地址被劃分為網(wǎng)絡(luò)位和主機位，用于標識不同的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域和主機位置。IPv4地址的含義不用過多介紹，只要知道它代表了一臺設(shè)備即可。

其實我們訪問的網(wǎng)站都需要經(jīng)過IPv4協(xié)議訪問，只不過記下每一個網(wǎng)站的IPv4地址太麻煩，所以一般將其轉(zhuǎn)化為我們常用的網(wǎng)址，如果使用過ping工具，就會看到ping的這個網(wǎng)站的IPv4地址。

IPv4面臨的最大挑戰(zhàn)是資源的有限性，早期在分配地址時，國際互聯(lián)網(wǎng)名稱和編號分配機構(gòu)（ICANN）沒有想到后來的互聯(lián)網(wǎng)會發(fā)展得這么繁榮，而且在分配時多少有點私心，所以地址分配非常不均衡，再加上后來電腦和手機的蓬勃發(fā)展，43億的地址已經(jīng)遠遠不夠用了，分配給我國的IPv4地址已經(jīng)在2019年就耗盡。

為了解決IPv4地址短缺的問題，人們研發(fā)出了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）技術(shù)。NAT允許一個組織或家庭在內(nèi)部使用私有IP地址，然后通過一個公共的IPv4地址與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信。這樣，多個內(nèi)部設(shè)備就可以共享一個公共的IPv4地址，從而大大節(jié)省了IP地址資源。

此外，動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）也是解決IPv4地址短缺問題的一種有效手段。DHCP可以自動為設(shè)備分配IP地址，當設(shè)備不再需要使用該地址時，地址可以被回收并重新分配給其他設(shè)備。這樣就可以提高IP地址的利用率了。

所以我們會發(fā)現(xiàn)，在本地顯示的IPv4地址和設(shè)備在公網(wǎng)的IPv4地址是不一樣的，在進行一些游戲的設(shè)置，或是布置NAS的時候格外需要注意。

雖然現(xiàn)在大多數(shù)新設(shè)備都支持了IPv6，但是由于成本，設(shè)備，以及運營商等多方面因素，IPv4要過渡到IPv6還需要很長時間和漫長的過程，在未來的很長時間內(nèi)IPv4將仍然是主流的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。