IPv4協(xié)議詳解：人人都離不開(kāi)它

連接網(wǎng)絡(luò )的設備都需要有網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，目前應用最廣泛的就是IPv4。作為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程中的一個(gè)關(guān)鍵里程碑，IPv4可以說(shuō)奠定了互聯(lián)網(wǎng)通信的基礎，使得數據包能夠正確地從一個(gè)設備轉發(fā)到另一個(gè)設備，不管手機電腦，還是其他要聯(lián)網(wǎng)的設備，都離不開(kāi)它。

IPv4全稱(chēng)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(zhù)理論上可以提供大約43億（準確來(lái)說(shuō)是4,294,967,296）個(gè)唯一的IP地址。

IPv4的地址通常由四個(gè)部分組成，采用點(diǎn)分十進(jìn)制表示。例如192.168.1.1就是一個(gè)常見(jiàn)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 )區域和主機位置。IPv4地址的含義不用過(guò)多介紹，只要知道它代表了一臺設備即可。

其實(shí)我們訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)站都需要經(jīng)過(guò)IPv4協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)，只不過(guò)記下每一個(gè)網(wǎng)站的IPv4地址太麻煩，所以一般將其轉化為我們常用的網(wǎng)址，如果使用過(guò)ping工具，就會(huì )看到ping的這個(gè)網(wǎng)站的IPv4地址。

IPv4面臨的最大挑戰是資源的有限性，早期在分配地址時(shí)，國際互聯(lián)網(wǎng)名稱(chēng)和編號分配機構（ICANN）沒(méi)有想到后來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)會(huì )發(fā)展得這么繁榮，而且在分配時(shí)多少有點(diǎn)私心，所以地址分配非常不均衡，再加上后來(lái)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(wèn)題，人們研發(fā)出了網(wǎng)絡(luò )地址轉換（NAT）技術(shù)。NAT允許一個(gè)組織或家庭在內部使用私有IP地址，然后通過(guò)一個(gè)公共的IPv4地址與外部網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。這樣，多個(gè)內部設備就可以共享一個(gè)公共的IPv4地址，從而大大節省了IP地址資源。

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

所以我們會(huì )發(fā)現，在本地顯示的IPv4地址和設備在公網(wǎng)的IPv4地址是不一樣的，在進(jìn)行一些游戲的設置，或是布置NAS的時(shí)候格外需要注意。

雖然現在大多數新設備都支持了IPv6，但是由于成本，設備，以及運營(yíng)商等多方面因素，IPv4要過(guò)渡到IPv6還需要很長(cháng)時(shí)間和漫長(cháng)的過(guò)程，在未來(lái)的很長(cháng)時(shí)間內IPv4將仍然是主流的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。