IP地址是IP協議的重要組成部分，它可以識別接入互聯網中的任意一臺設備。在IP接力中，我們已經看到，IP包的頭部寫有出發地和目的地的IP地址。IP包上攜帶的IP地址和路由器相配合，最終允許IP包從互聯網的一臺電腦傳送到另一臺。

在IP接力中，我們是以IPv4為例說明IP包的格式的。IPv4和IPv6是先后出現的兩個IP協議版本。IPv4的地址就是一個32位的0/1序列，比如11000000 00000000 0000000 00000011。為了方便人類記錄和閱讀，我們通常將32位0/1分成4段8位序列，并用10進制來表示每一段(這樣，一段的范圍就是0到255)，段與段之間以.分隔。比如上面的地址可以表示成為192.0.0.3。IPv6地址是128位0/1序列，它也按照8位分割，以16進制來記錄每一段(使用16進制而不是10進制，這能讓寫出來的IPv6地址短一些)，段與段之間以:分隔。

IP地址的分配

IP地址的分配是一個政策性的問題。ICANN(the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)是Internet的中心管理機構。ICANN的IANA(Internet Assigned Numbers Authourity)部門負責將IP地址分配給5個區域性的互聯網注冊機構(RIR，Reginal Internet Registry)，比如APNIC，它負責亞太地區的IP分配。然后RIR將地址進一步分配給當地的ISP(Internet Service Provider)，比如中國電信和中國網通。ISP再根據自己的情況，將IP地址分配給機構或者直接分配給用戶，比如將A類地址分配給一個超大型機構，而將C類地址分配給一個網吧。機構可以進一步在局域網內部分配IP地址給各個主機。(A/B/C類地址請參閱IP接力)

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并不是所有的地址都會被分配。一些地址被預留，用于廣播、測試、私有網絡使用等。這些地址被稱為專用地址(special-use address)。你可以查詢RFC5735來了解哪些地址是專用地址。

(RFC，Request For Comments。RFC是一系列的技術文檔，用于記錄Internet相關的技術和協議規定。每一個RFC文件都有一個固定的編號。它們是互聯網的一個重要財產。你可以通過 http://www.rfc-editor.org/ 來查找RFC文件)

IPv4地址耗盡

由于IPv4協議的地址為32位，所以它可以提供232, 也就是大約40億個地址。如果地球人每人一個IP地址的話，IPv4地址已經遠遠不夠。更何況，人均持有的入網設備可能要遠多于一個，下圖中顯示了一個家庭對IP地址的需求，這種需求量已經相當常見了：

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We need more IP address!

下圖顯示了各大洲RIR的IPv4地址耗盡日期 (IANA已經將所有的IP分配給各個RIR)：

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5個RIR區域的預計耗盡日期

盡管一些技術措施(比如NAT技術，我會在其他文章中深入NAT)減緩了情況的緊急程度，但IPv4地址耗盡的一天終究還是會很快到來。很明顯，我們需要更多的IP地址，以滿足爆炸式增長的互聯網設備對IP地址的需求。

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Too much stuff for IPv4

更長=更好

IPv6協議的地址最重要的改進就是：加長。IPv6的地址為128位。準確的說，IPv4有4,294,967,296個地址，而IPv6有340,282,366,920,938,463,374,607,431,768,211,456個地址。這是怎樣一個概念呢?我們可以大概計算一下地球表面積大約為510,067,866,000,000平方米。在一平方厘米(大約是指甲蓋大小)的面積內，我們可以有6.67x1016個IP地址!所以在短期的時間內，我們應該不會看到IPv6被用盡的尷尬。(不排除在未來計算機以分子尺寸出現，那么我們就會有IPv6耗盡危機了)

所以，為了解決IPv4地址耗盡危機，這就是結論：

[[120481]]

總結

IPv4地址正在耗盡，而IPv6通過更長的序列提供了更多的IP地址。IPv4向IPv6的遷移正在發生。

阻礙遷移的過程的主要在于IPv4和IPv6格式的不兼容性。老的路由器支持IPv4格式的IP包，但它們無法理解IPv6格式的IP包。所以這一遷移過程必然要伴隨者設備的更新。然而，我們的許多互聯網資產都是建立在IPv4網絡上的，不可能一夜之間停止IPv4網絡的服務而整體遷移到IPv6網絡中。這一遷移過程注定充滿坎坷。