什么是互联网协议版本4（IPv4）？

IP指的是Internet Protocol的版本4，也就是IPv4。它是用于识别网络中各个设备的标准方式。它使用一组由点号分隔的四个数字来表示每个设备的唯一地址，例如192.168.0.1。这种地址方式有助于数据通过互联网从一台设备传输到另一台设备。

IP地址（即互联网协议地址）是分配给每个连接到使用互联网协议的网络的设备的唯一标识符。它的主要作用有两个：

• 识别：它能够唯一地标识网络中的某个设备。
• 位置寻址：它能够指示设备在网络中的具体位置，从而实现数据的路由传输。

注意：它是在1983年由ARPANET引入的。

理解IPv4地址的分配方式

IPv4地址由一系列四个8位的二进制数组成，这些数字之间用小数点隔开。虽然任何编号系统都可以用来表示唯一的32位数字，但通常情况下，IP地址会以点分十进制的表示方式来呈现。以下是一些例子：

网站/站点

点十进制

二进制

IPv4地址格式

IPv4地址由32位二进制数字组成，这些数字被分为四个部分。八位组或字节。每一个八位组它拥有8位二进制数，而这8位只能以0或1的形式来表示。当这些位组合在一起时，就形成了二进制数字。由于每个八位组有8位，因此它可以表示从0到255之间的256个数字。这4个八位组被表示为十进制数字，它们之间用小数点分隔。点分隔的小数表示法例如，IPv4地址185.107.80.231由四个八位组组成。

二进制表示法

在IPv4协议中，计算机通常将地址转换为二进制形式。不过，为了方便人类阅读，这些地址通常以十进制形式来表示。每个八位组被转换为8位的二进制数。例如：185.107.80.231在二进制中，它看起来像这样：

• 185: 10111001
• 107: 01101011
• 80: 01010000
• 231: 11100111

So 185.107.80.231在二进制中表示为：10111001.01101011.01010000.11100111

IPv4中的各个部分

IPv4地址由三部分组成：

• 网络部分“网络部分”指的是被分配给该网络的独特类型。同时，该部分还标识了所分配到的网络类别。
• 主机部分主机部分是唯一能够识别网络中每台机器的标识。IPv4地址的这一部分，是分配给每台主机的。
  对于网络中的每一台主机来说，网络部分都是相同的，不过，主机的配置则必须有所不同。
• 子网号这是IPv4中的非强制性部分。那些拥有大量主机的本地网络会被划分为多个子网。子网这些数字就是为那个而指定的。

IPv4地址的类型

IPv4基本上支持三种不同的寻址模式：

• 单播寻址模式这种寻址方式用于指定一个发送者和一个接收者。例如：访问一个网站。
• 广播寻址模式：这种寻址方式用于向网络中的所有设备发送消息。例如：在本地网络中，向所有设备发送消息。
• 多播地址模式：这种寻址方式通常用于本地网络或跨网络通信中，用于将消息发送给一组设备。例如：同时向多个设备传输音频数据。

IPv4数据报头部

这些功能共同确保了IP数据包在网络中的正确传输、路由处理、分片以及重新组装。

• 版本/型号:IP协议的版本信息（4位），其中IPv4的版本为4。
• HLEN：IP头部长度（4位），即头部中包含的32位字的个数。该字段的最小值为5，最大值为15。
• 服务类型： 低延迟、高吞吐量、高可靠性（8位数据速率）
• 总长度： 头部长度加上数据部分的总长度，共为16位。其最小值是20字节，最大值则是65,535字节。
• 识别/鉴定:用于识别单个IP数据报中的多个片段的唯一数据包ID（16位）
• 旗帜:3个各为1位的标志位：保留的位（必须为零），不分割的标志位，以及更多的分割标志位（顺序相同）。
• 片段偏移：它表示在特定的数据报中，位于该特定片段之前的Data字节的数量。该数值以8字节为单位来表示，其最大值为65,528字节。
• 是时候活下去了。:数据报的生命周期（8位），它通过限制数据包在传输到目的地之前需要经过的跳数，从而防止数据报在网络中循环往复。
• 协议/规范： 数据将被传输到的协议名称（8位）
• 头部校验和:16位头部校验和用于检查数据报头中的错误
• 源IP地址:发送方的32位IP地址
• 目标IP地址:32位IP地址接收者/接受方
• 选项：可选的信息，例如源路由、目标路由等。网络管理员会利用这些信息来确认某条路径是否正常工作。

IPv4的特性/特点

• IPv4可以是一个32位的IP地址。
• IPv4地址可以用数字来表示，其各个位元之间用点号分隔。
• 头部字段的数量共有12个，而每个头部字段的长度则达到了20个字符。
• 它支持单播传输。广播以及多播类型的地址。
• IPv4支持VLSM结构。虚拟长度子网掩码).
• IPv4使用地址解析协议来将其映射到相应的地址上。MAC地址.

IPv4的优点

• IPv4安全机制允许通过加密手段来保障隐私与安全。
• IPv4地址的分配非常重要，目前大约有85,000台路由器使用着IPv4地址。
• 在不需要NAT的情况下，可以在庞大的网络中轻松地连接多个设备。
• 这是一种有效的沟通方式，它能够提供高质量的服务，同时还能实现经济高效的知识传递。
• IPv4地址被重新定义，从而实现了无漏洞的编码方式。