1.2 · IPv4 与 IPv6 地址

目标： 解释两种地址方案的格式与存在原因。

IP 地址是什么

网络上每台设备都需要唯一地址，数据才能找到路。互联网协议 (IP) 定义这个地址。

IPv4

性质	值
长度	32 位
表示	点分十进制：192.168.1.10
地址空间	2³² ≈ 43 亿
年份	1981

例子分解：

192.168.1.10
└┬┘ └┬┘ │ └┬┘
 │   │  │  └─ host 部分
 │   │  └──── 
 │   └─────── 
 └─────────── network 部分

特殊 IPv4 范围（值得知道）

范围	用途
127.0.0.1	环回（本机）
192.168.x.x、10.x.x.x、172.16-31.x.x	私有（家庭 / 办公 LAN）
255.255.255.255	广播

IPv6

性质	值
长度	128 位
表示	冒号十六进制：2001:db8:85a3::8a2e:370:7334
地址空间	2¹²⁸ ≈ 3.4 × 10³⁸
年份	1998（部署中）

简化心智模型：「地球上每粒沙子都能有几个 IPv6 地址。」

为何要 IPv6

• IPv4 全球唯一地址用完（IANA 在 2011 年正式宣布耗尽）。
• IoT（数十亿设备）所需地址远超 IPv4 所能提供。
• IPv6 路由更简单、内建安全扩展、不需 NAT。

设备如何获取地址

• DHCP（动态主机配置协议） —— 多数家用路由器自动派发 IP。
• 静态 IP —— 手动分配（典型用于服务器与打印机）。
• APIPA / Link-local —— DHCP 失败时的自动后备。

公网 vs 私网地址

• 公网 IP 在全球互联网上唯一。
• 私网 IP 在 LAN 内重用；路由器上的 NAT（网络地址转换）在两者间翻译。

课程不要求技术细节

课程指引说*「不要求技术细节」*。聚焦目的、格式与转换原因。

考试式题目

题（4 分）： 陈述 IPv4 与 IPv6 的两个差异，并给一个引入 IPv6 的原因。

参考答案：

• 长度：IPv4 是 32 位，IPv6 是 128 位。
• 表示：IPv4 用点分十进制（192.168.1.1）；IPv6 用冒号十六进制（2001:db8::1）。
• IPv6 的原因：IPv4 只支持约 43 亿唯一地址，随互联网设备（智能手机、IoT）激增而耗尽。IPv6 提供 2¹²⁸ 个地址，可见未来够用。

关键要点

• IPv4 = 32 位、点分十进制、已耗尽。
• IPv6 = 128 位、十六进制、地址充足。

➡️ 下一节：1.3 网络硬件